海洋工程试验中两种谱特性随机风的模拟

目前,海洋工程物理模型试验中对风的模拟常采用两种方法,一种是挂重法,一种是吹风法。这两种方法均是采用某一恒定的风速来模拟相应的风力,然而自然界中的风是不均匀的,并具有较强的随机性和脉动性,单一的恒定风模拟无法真实反映海风对浮体、海上结构的荷载作用。本文基于Shinozuka理论并考虑风谱的有关特性,模拟出满足API谱特性随机风,并与有关文献中结果进行对比,试验结果显示本文结果在精度和稳定性方面均有所提高;通过严格控制风速偏差、风速标准差和风谱面积偏差,进一步研究对比了API谱与Davenport谱风过程,得出了前者风速波动幅度为后者1.5倍~2.0倍的结论,随机脉动风场的模拟突出了实际海风的随机性和脉动性,能够较为真实地反映海洋风环境,文章认为此谱特性风场可作为有关海洋工程风试验的试验环境。

南海北部油气区风谱模型研究

本文利用南海北部某海区长达2年的海上实测风速数据,开展了不同风速条件下的多种风谱模型适应性分析。结果表明,在南海北部观测区域,与其他风谱模型相比,API规范推荐的风谱模型与实测的风谱较一致。然而在大风条件下,API风谱在低频区存在谱值低估的现象。利用实测数据,对API推荐风谱模型的参数进行了修正,修正后的风谱模型在低频区的谱值有改进。本文的研究成果为南海海洋工程设计提供参考,同时也为南海风谱研究提供支持。

作用在二维浮体结构上的风荷载研究

针对风对结构物的作用问题,现行规范与计算方法虽能较准确估算风的直接作用力,但可能忽视间接作用力而使估算不足。以二维典型浮体结构为研究对象,采用物理模型试验方法,分析静水条件恒定风和2种不同类型谱的随机风作用下的风荷载。结果表明,API谱随机风所产生的作用力大于Davenport谱随机风的作用力;不同时距的平均风速对浮体结构的荷载影响试验结果差异较大,应引起工程设计人员的充分注意。