箱式超大型浮体结构在规则波中的水弹性响应研究 被引量：16

1

作者 王志军 李润培 舒志 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2001年第3期9-13,共5页

利用三维线性水弹性理论研究了箱式超大型浮体结构在正弦规则波中的动力响应 ,用Bernoulli Euler梁解析解计算结构在真空中的动力特性 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。浮体结构在单位波幅规则波中的刚体运动幅值与DNV/WADA... 利用三维线性水弹性理论研究了箱式超大型浮体结构在正弦规则波中的动力响应 ,用Bernoulli Euler梁解析解计算结构在真空中的动力特性 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。浮体结构在单位波幅规则波中的刚体运动幅值与DNV/WADAM程序的计算结果进行了比较 ,并给出了垂向弯曲模态的位移、弯矩随波浪频率的变化规律。由于箱式浮体结构的低阶固有频率很低 ,相应的弹性振型的响应与刚体运动耦合 ,结构在波浪中没有发现明显的低阶弹性模态谐振。 展开更多

关键词 箱式超大型浮体结构 水弹性响应 规则波 水动力系数 海洋工程

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不同干结构模型对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响 被引量：9

2

作者 王志军 李润培 舒志 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-6,共6页

三维线性水弹性力学利用结构在真空中弹性振型的正交性 ,对结构振动进行模态分析 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。因此 ,结构的干模态计算是十分重要的。应用三维线性水弹性理论研究箱式超大型浮体结构在波浪中的动力响应... 三维线性水弹性力学利用结构在真空中弹性振型的正交性 ,对结构振动进行模态分析 ,用弹性体三维势流理论计算结构的水动力系数。因此 ,结构的干模态计算是十分重要的。应用三维线性水弹性理论研究箱式超大型浮体结构在波浪中的动力响应时 ,分别采用梁模型和三维空间有限元模型计算结构的干模态 ,并且采用同样的水动力模型 (弹性体三维势流理论 ) 展开更多

关键词 箱式超大型浮体结构 水弹性响应 干模态 有限元方法 水动力系数 海洋工程

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箱式超大型浮体结构在不规则波中的水弹性响应 被引量：5

3

作者 王志军 李润培 舒志 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期1477-1480,共4页

箱式超大型浮体结构的水平尺度很大 ,结构的相对弯曲刚度大大下降 ,它在海洋环境中的水弹性响应必须考虑 .此外 ,其设计寿命远远超过一般的船舶和海洋工程结构物 ,从结构设计的角度出发 ,需要预报结构在整个生命期内可能受到的波浪诱导... 箱式超大型浮体结构的水平尺度很大 ,结构的相对弯曲刚度大大下降 ,它在海洋环境中的水弹性响应必须考虑 .此外 ,其设计寿命远远超过一般的船舶和海洋工程结构物 ,从结构设计的角度出发 ,需要预报结构在整个生命期内可能受到的波浪诱导弯矩以及结构的应力 .为此 ,在应用三维线性水弹性理论计算得到浮体结构动力响应传递函数的基础上 ,进行了结构动力响应的短期预报和长期预报 .计算结果表明 ,浮体结构的垂向弹性变形与刚体升沉运动幅值相当 ,波浪诱导弯矩和应力的长期预报值均较大 . 展开更多

关键词 箱式超大型浮体结构 水弹性响应 短期预报 长期预报 不规则波 船舶 海洋工程结构物

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预报超大型浮体水弹性响应的模态函数展开方法和特征函数展开方法比较 被引量：8

4

作者 金晶哲 崔维成 刘应中 《船舶力学》 EI 2003年第4期86-98,共13页

超大型海洋浮式结构物对于开发海洋资源和利用海洋空间有着很大的实用价值,目前国际海洋工程界已掀起了研究超大型浮式结构物的热潮,如何计算浮体结构在波浪中的水弹性响应是设计过程中的一个非常重要的技术问题。Wu,C.,Watanabe,E.andU... 超大型海洋浮式结构物对于开发海洋资源和利用海洋空间有着很大的实用价值,目前国际海洋工程界已掀起了研究超大型浮式结构物的热潮,如何计算浮体结构在波浪中的水弹性响应是设计过程中的一个非常重要的技术问题。Wu,C.,Watanabe,E.andUtsunomiya,T.(1995)提出了利用平板模态函数展开方法预报超大型浮体的水弹性响应［1］;Kim,J.W.andErtekin,R.C.(1998)提出利用特征函数展开方法预报超大型浮体的水弹性响应［2］。本文对这两种方法进行了系统的比较,分别根据这两种方法计算了浮体结构的挠曲变形及弯矩、剪力的分布,并探讨了不同参数对于水弹性响应的影响。 展开更多

关键词 超大型浮体 水弹性响应 海洋浮式结构物 特征函数 计算 预报 模态分析法 平板模态函数展开方法

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超大浮体在二维不均匀底部上的水弹性响应 被引量：7

5

作者 孙辉 崔维成 刘应中 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期1172-1175,共4页

为了研究不均匀的海底环境因素对超大浮体结构响应的影响 ,分别用线性长波理论和薄板理论来模拟波浪场和结构物的位移响应 ,建立耦合的运动响应方程 ,同时求解二维波浪场和板条梁的位移响应 .以斜坡、椭圆面和正弦变化曲面等 3种不同的... 为了研究不均匀的海底环境因素对超大浮体结构响应的影响 ,分别用线性长波理论和薄板理论来模拟波浪场和结构物的位移响应 ,建立耦合的运动响应方程 ,同时求解二维波浪场和板条梁的位移响应 .以斜坡、椭圆面和正弦变化曲面等 3种不同的二维底部形状为例 ,计算了二维不均匀的底部上超大型浮式结构物水弹性响应 ,并通过与底部平坦时的结构响应相比较 ,讨论了不均匀的底部对结构响应的影响 .实例结果显示了当底部升高和底部下降时关于位移响应变化的一致性规律 . 展开更多

关键词 超大型浮式结构物 非均匀海洋环境 水弹性响应

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超大型浮式储油船的水弹性响应预报 被引量：3

6

作者 翟钢军 程勇 马哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期141-148,共8页

海上石油储备基地的主要结构—超大型浮式储油船属于超大型浮式结构物(VLFS),对其水弹性响应分析是研究设计中的一个重要环节。采用正弦振型函数,将结构运动产生的辐射势及水弹性响应根据模态形式进行展开叠加,然后通过对边界积分方程... 海上石油储备基地的主要结构—超大型浮式储油船属于超大型浮式结构物(VLFS),对其水弹性响应分析是研究设计中的一个重要环节。采用正弦振型函数,将结构运动产生的辐射势及水弹性响应根据模态形式进行展开叠加,然后通过对边界积分方程应用三维势流理论中的格林函数法,其中由于结构的对称性,只建立储油船的1/4数值模型,求出速度势及流体压力,最后将其代入结构水弹性运动方程。探讨了广义水动力参数随水深和相对波长的变化规律,进一步计算不同水深及波长时储油船的水弹性响应、底板变形及其内部弯矩,为今后的研究提供理论依据和方法。 展开更多

关键词 超大型浮体 水弹性响应 模态分析法 格林函数法

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结构刚度变化对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响 被引量：3

7

作者 王志军 李润培 舒志 《船舶力学》 EI 2003年第1期56-62,共7页

结构刚度改变会导致结构固有频率变化和结构广义刚度的变化,必然会对结构在波浪中的水弹性响应产生影响。本文在某箱式超大型浮体结构单位幅值正弦规则波和不规则波水弹性响应计算的基础上,假定结构质量分布不变,研究了结构刚度变化对... 结构刚度改变会导致结构固有频率变化和结构广义刚度的变化,必然会对结构在波浪中的水弹性响应产生影响。本文在某箱式超大型浮体结构单位幅值正弦规则波和不规则波水弹性响应计算的基础上,假定结构质量分布不变,研究了结构刚度变化对箱式超大型浮体结构水弹性响应的影响,得到了一些有价值的结论。 展开更多

关键词 箱式超大型浮体结构 水弹性响应 结构刚度

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超大型海洋浮式结构物水弹性响应预报的研究现状和发展方向 被引量：26

8

作者 崔维成 《船舶力学》 EI 2002年第1期73-90,共18页

超大型海洋浮式结构物在未来的海洋资源开发和海洋空间利用方面有重要应用前景 ,但它在波浪中的水弹性响应是该结构物设计过程中所遇到的一个重要技术问题 ,国际上在这方面已做了大量的研究工作。本文比较全面地介绍了国内外关于VLFS在... 超大型海洋浮式结构物在未来的海洋资源开发和海洋空间利用方面有重要应用前景 ,但它在波浪中的水弹性响应是该结构物设计过程中所遇到的一个重要技术问题 ,国际上在这方面已做了大量的研究工作。本文比较全面地介绍了国内外关于VLFS在波浪中的水弹性响应的研究现状 。 展开更多

关键词 超大型海洋浮式结构物 水弹性响应 非均匀海洋环境 预报 现状 研究进展 速度势 VLFS 结构动力学方程 格林函数法

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波浪作用下铰接式层合浮体的水弹性响应研究 被引量：2

9

作者 方辉 陈宇馨 +2 位作者 郑文言 李爱军 刘勇 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-11,共11页

在工程设计中,通常采用模块化方式制造超大型浮式结构物,将巨大的单体结构分割成多个较小模块,后期通过合适的连接器拼装形成。为了明确多模块超大浮体在波浪作用下的水弹性响应,以两个相邻层合浮体(高刚度面板和低密度芯材)为研究对象... 在工程设计中,通常采用模块化方式制造超大型浮式结构物,将巨大的单体结构分割成多个较小模块,后期通过合适的连接器拼装形成。为了明确多模块超大浮体在波浪作用下的水弹性响应,以两个相邻层合浮体(高刚度面板和低密度芯材)为研究对象,建立波浪作用下铰接层合浮体水弹性响应的高阶势流模型。采用匹配特征函数展开法求解流体运动的速度势,探讨了铰接处弹簧刚度对浮体的反射系数、透射系数、挠度、弯矩和剪力的影响规律。研究结果表明:迎浪侧浮体的存在可以有效降低背浪侧浮体的挠度、弯矩和剪力幅值;与垂直弹簧相比,扭转弹簧刚度的增加可以更加有效抑制铰接层合浮体的水弹性响应;当扭转弹簧刚度大于一定值时,继续增大弹簧刚度对浮体的动力响应不产生影响。 展开更多

关键词 层合浮体 柔性铰接 势流理论 水弹性响应 弹簧刚度

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用直接法分析超大型浮体的水弹性响应 被引量：2

10

作者 张淑华 韩满生 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2004年第1期9-18,共10页

探讨了浮舟桥型超大型浮体结构的水弹性响应分析问题。将超大型浮体结构简化成弹性平板模型,用压力分布法计算流体压力,用直接法计算流体-结构系统,给出了它们的数学计算模型。计算表明本计算方法和程序是正确的,并能保证充分的精度,进... 探讨了浮舟桥型超大型浮体结构的水弹性响应分析问题。将超大型浮体结构简化成弹性平板模型,用压力分布法计算流体压力,用直接法计算流体-结构系统,给出了它们的数学计算模型。计算表明本计算方法和程序是正确的,并能保证充分的精度,进而计算了更大尺度的超大型浮体,分析了波长、波向等对响应振幅的影响。 展开更多

关键词 超大型浮体 水弹性响应分析 直接法

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THAFTS在大型散货船水弹性响应中的应用 被引量：2

11

作者 田超 官腾 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第12期37-43,48,共8页

随着船舶主尺度的增加,在进行船舶运动与波浪载荷分析时,为了考虑船体弹性变形与流体运动的相互作用,有必要采用水弹性分析方法。采用中国船舶科学研究中心开发的三维水弹性软件THAFTS对大型散货船的水弹性响应进行研究。首先,采用有限... 随着船舶主尺度的增加,在进行船舶运动与波浪载荷分析时,为了考虑船体弹性变形与流体运动的相互作用,有必要采用水弹性分析方法。采用中国船舶科学研究中心开发的三维水弹性软件THAFTS对大型散货船的水弹性响应进行研究。首先,采用有限元方法分析了船体在真空中的固有频率和振型;然后基于模态叠加原理,计算了船体在波浪中的运动和水弹性响应,并讨论了航速对波浪载荷的影响;最后探讨了波激振动对船体结构疲劳损伤的影响,所得结论对于大型船舶的结构设计具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 模态分析 水弹性响应 波浪载荷 疲劳损伤

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底部呈二维缓变情况下超大型浮体水弹性响应的两种计算方法比较 被引量：6

12

作者 宋皓 崔维成 刘应中 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2005年第4期1-8,共8页

超大型浮体在海洋资源开发和海洋空间利用方面有重要应用前景。非均匀海洋环境中的水弹性响应是其应用中的一个重要问题。在近海中最典型的非均匀海洋环境当属由于底部变化引起的非均匀现象。本文分别采用多重尺度法(零阶近似)和常规的... 超大型浮体在海洋资源开发和海洋空间利用方面有重要应用前景。非均匀海洋环境中的水弹性响应是其应用中的一个重要问题。在近海中最典型的非均匀海洋环境当属由于底部变化引起的非均匀现象。本文分别采用多重尺度法(零阶近似)和常规的有限水深势流格林函数边界积分法,对底部呈二维缓变情况下超大型浮体的水弹性响应问题进行了研究和对比,并与实验工况进行了对照。两种方法与试验结果吻合较好,证明非均匀海洋环境确实对超大型浮体的水弹性响应具有一定的影响。 展开更多

关键词 超大型浮体 水弹性响应 非均匀海洋环境 射线理论

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时域内规则波作用下竖直板的水弹性响应 被引量：4

13

作者 范从军 梁书秀 孙昭晨 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期37-44,共8页

在线性势流理论下,采用模态叠加法,通过傅里叶变换和拉普拉斯变换推导了波浪冲击作用下弹性板振动的时域耦合方程,并利用二阶隐式荣格库塔法求解。在对比得知与其他方法结果完全吻合基础上,分析了竖直板初始弯曲释放后,板的边界条件和... 在线性势流理论下,采用模态叠加法,通过傅里叶变换和拉普拉斯变换推导了波浪冲击作用下弹性板振动的时域耦合方程,并利用二阶隐式荣格库塔法求解。在对比得知与其他方法结果完全吻合基础上,分析了竖直板初始弯曲释放后,板的边界条件和刚度系数对板振幅以及辐射波高的作用,最后对入射波长对板的振动及辐射波高影响进行了研究。结果表明板的刚度和边界条件对水弹性响应有很大的影响。 展开更多

关键词 模态叠加 竖直板 波浪冲击 水弹性响应 规则波

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预报超大型浮式结构物水弹性响应方法的比较(英文) 被引量：3

14

作者 焦琳琳 傅世晓 +1 位作者 王琮 崔维成 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第3期71-91,共21页

超大型海洋浮式结构物(VLFS)在利用海洋空间和开发海洋资源方面有着很大的实用价值。但如何精确有效地计算和预报其在波浪中的水弹性响应是设计过程中的一个非常重要的技术问题。目前,很多学者提出了不同的简化方法来预报VLFS的水弹性... 超大型海洋浮式结构物(VLFS)在利用海洋空间和开发海洋资源方面有着很大的实用价值。但如何精确有效地计算和预报其在波浪中的水弹性响应是设计过程中的一个非常重要的技术问题。目前,很多学者提出了不同的简化方法来预报VLFS的水弹性响应。文章全面地介绍了关于计算VLFS水弹性响应的解析方法和数值方法的研究现状,并将相应的数值结果与已有的试验数据相比较,进行了分析讨论。 展开更多

关键词 超大型浮式结构物(VLFS) 水弹性响应 解析方法 数值方法

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海上超大型浮体的水弹性响应预报 被引量：1

15

作者 万志男 翟钢军 程勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1189-1194,共6页

针对超大型浮体结构物这一国际海洋工程领域的热点研究,以超大型浮体结构物在波浪中的水弹性响应为研究目的,在薄板理论以及线性势流理论基础上,结合特征函数展开法和模态函数展开法预报浮体的水弹性响应,计算了结构的变形和弯矩分布,... 针对超大型浮体结构物这一国际海洋工程领域的热点研究,以超大型浮体结构物在波浪中的水弹性响应为研究目的,在薄板理论以及线性势流理论基础上,结合特征函数展开法和模态函数展开法预报浮体的水弹性响应,计算了结构的变形和弯矩分布,分析了不同环境参数对超大型浮体水弹性响应的影响,并对超大型浮体水弹性响应问题求解中的几种常用模态函数进行了比较。丰富了关于超大型浮体的水弹性响应研究。 展开更多

关键词 超大型浮体 特征函数 模态展开 水弹性响应

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不规则波和流下的重力式网箱水弹性响应研究（英文） 被引量：3

16

作者 胡克 付世晓 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期260-275,共16页

文章对重力式网箱在不规则波和流作用下的水弹性响应分析进行了研究,通过有限元方法建立实尺度网箱模型并对网箱的运动和变形进行了分析。在数值模型中,通过非线性弹簧单元和Truss单元来模拟锚链和渔网结构,通过若干耦合的梁按照"... 文章对重力式网箱在不规则波和流作用下的水弹性响应分析进行了研究,通过有限元方法建立实尺度网箱模型并对网箱的运动和变形进行了分析。在数值模型中,通过非线性弹簧单元和Truss单元来模拟锚链和渔网结构,通过若干耦合的梁按照"浮力分配法"来计算浮圈的瞬时浮力。基于这个计算模型,文中充分研究了当网箱处于波流载荷下,浮圈的各阶弹性体模态所占权重。结果显示,当有义波高增大时,在垂直方向上会激发出更多的浮圈弹性体模态,而流则主要影响水平方向上的刚体模态。 展开更多

关键词 重力式网箱 有限元分析 不规则波和流 水弹性响应

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基于CFD-FEM的浮式结构水弹性响应数值模拟 被引量：3

17

作者 刘一 朱仁庆 +2 位作者 程勇 谢彤 李润泽 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第6期24-32,共9页

开发并验证了一种基于CFD-FEM耦合的弹性浮体水弹性响应计算模拟方法。采用CFD方法建立黏性数值水池模拟非线性波浪,弹性浮板进行有限元离散,并在交界面进行数据交互实现耦合计算;通过与水池试验数据和三维板理论在各种波浪环境下的浮... 开发并验证了一种基于CFD-FEM耦合的弹性浮体水弹性响应计算模拟方法。采用CFD方法建立黏性数值水池模拟非线性波浪,弹性浮板进行有限元离散,并在交界面进行数据交互实现耦合计算;通过与水池试验数据和三维板理论在各种波浪环境下的浮体垂向位移结果对比,证实CFD-FEM耦合方法的有效性。并进一步研究了浮板的厚度、入射波波幅和浮板的三维效应对浮板水弹性响应的影响。结论表明,波幅的增加会加剧弹性浮板的水弹性响应,浮板各点处的垂向位移随波幅的增加而增大;当浮板厚度改变时,不同厚度浮板自由端处的垂向位移差异较小,而在中部等位置处,厚度对浮板的水弹性响应有较大的影响。 展开更多

关键词 非线性波浪 CFD-FEM 水弹性响应 超大型浮体

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脉冲波作用下竖直弹性板的水弹性响应

18

作者 高哲 梁书秀 +1 位作者 孙昭晨 王兴刚 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期1-8,共8页

基于线性势流理论,将流场分为3个部分:入射势与反射势部分、辐射势的记忆部分、辐射势的瞬时部分,竖直弹性板的时域振动基于模态叠加法,利用傅里叶与拉普拉斯变换求解流场控制方程,与板的振动方程耦合,推导得出波浪作用下竖直弹性板的... 基于线性势流理论,将流场分为3个部分:入射势与反射势部分、辐射势的记忆部分、辐射势的瞬时部分,竖直弹性板的时域振动基于模态叠加法,利用傅里叶与拉普拉斯变换求解流场控制方程,与板的振动方程耦合,推导得出波浪作用下竖直弹性板的时域耦合方程,并利用二级四阶隐式Runge-Kutta法求解方程。首先给定竖直板一个初始弯曲,得到的结果与解析解和数值解结果吻合良好,验证了方法的正确性。其次对脉冲波作用下弹性竖直板的响应进行研究,分析了板的刚度系数、质量系数、脉冲幅值和边界条件对其水弹性响应的影响。研究结果表明,刚度系数对板的振动频率影响很大,脉冲幅值与板的振动幅度正相关,两边固定时对竖直弹性板的疲劳损伤最严重。 展开更多

关键词 竖直弹性板 模态叠加法 水弹性响应 脉冲波

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畸形波作用下的浮式结构水弹性响应分析 被引量：1

19

作者 朱仁庆 谢彤 +1 位作者 刘一 苑中排 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期1473-1484,共12页

本文基于时域下CFD-FEM方法,在三维粘性数值水池中建立畸形波浪与弹性浮体相互作用的耦合数值模型。基于JONSWAP波浪谱的组合聚焦模型,采用推板造波方法,模拟数值水池中畸形波波浪的生成。流场区域采用CFD方法求解,得到流场中的速度场... 本文基于时域下CFD-FEM方法,在三维粘性数值水池中建立畸形波浪与弹性浮体相互作用的耦合数值模型。基于JONSWAP波浪谱的组合聚焦模型,采用推板造波方法,模拟数值水池中畸形波波浪的生成。流场区域采用CFD方法求解,得到流场中的速度场与压力场的变化;浮体结构采用FEM方法进行计算,获得结构内各节点的垂向位移变化情况,数值方法可以准确地模拟所期望的畸形波以及分析弹性浮板的水弹性响应。计算结果表明,聚焦波的浪向、聚焦位置和频带宽度对浮板的水弹性响应均有较大影响。 展开更多

关键词 畸形波 超大型浮体 水弹性响应 CFD-FEM 数值波浪水池

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超大型浮体结构在规则波中的水弹性响应理论研究

20

作者 廖又明 邓志纯 《国外舰船工程》 2004年第2期8-13,共6页

介绍颇具先进性和强大处理功能的三维水弹性计算程序，它能开展近似于实际复杂海域环境下的不同类型的超大型浮体结构(VLFS)水弹性响应分析。为了阐明它的功能，进行了两个试算。首先计算了刚性和重量变化下的不对称超大浮体，然后进行... 介绍颇具先进性和强大处理功能的三维水弹性计算程序，它能开展近似于实际复杂海域环境下的不同类型的超大型浮体结构(VLFS)水弹性响应分析。为了阐明它的功能，进行了两个试算。首先计算了刚性和重量变化下的不对称超大浮体，然后进行了不同水深时的分析处理。通过与Utsunomiya的相应水弹性响应分析的比较，证实了它的适用性。最后还对实际超大浮体模型，进行了计及防浪堤影响下的1000m级超大浮体第二段模型的模拟计算，获得了合理的水动力性能。另一个试算是对长4770m、最宽处达2055m的东京湾机场模型的模拟计算。模拟结果显示了VLFS的特有水弹性性能，其结果与相似的超大矩形板极为吻合，从而证实了该程序的实际应用计算的可行性。由此证明了该程序对于大范围真实的VLFS的适用性。结论是：本文所提供的三维水弹性响应程序，不失为以实际超大型浮体结构为对象的一个强有力的应用设计工具。 展开更多

关键词 浮体结构 规则波 水弹性响应 计算程序 设计工具

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