波浪中浮体运动与遭遇荷载计算研究 被引量：8

1

作者 王言英 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期313-319,共7页

给出随机波浪运动要素及其作用下流场的分析方法和海洋结构物的运动与遭遇荷载的计算方法.关于我国沿海设计波参数的预报、非线性波流场的计算、修正的切片法和三维浮体运动与荷载的面元计算法的研究成果及其相应的计算机程序,已经部分... 给出随机波浪运动要素及其作用下流场的分析方法和海洋结构物的运动与遭遇荷载的计算方法.关于我国沿海设计波参数的预报、非线性波流场的计算、修正的切片法和三维浮体运动与荷载的面元计算法的研究成果及其相应的计算机程序,已经部分地得到了试验和相关研究成果的验证,并获得了船舶与海洋结构物设计工程的应用. 展开更多

关键词 浮体运动 Morison方程 切片法 三维源汇分布法 波浪理论 浮式海洋结构物 船舶设计

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二维浮体大幅运动水动力物面非线性时域解 被引量：3

2

作者 段文洋 戴遗山 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 1997年第5期1-7,共7页

基于时域自由面格林函数，建立了线性自由面条件下计及物体大幅运动瞬时湿表面条件的非线性水动力理论计算模型重点研究了时域分布源在水线上的特性，指出了传统分布源法在处理浮体与自由面外张斜交时计算失败的原因，并提出了新的时... 基于时域自由面格林函数，建立了线性自由面条件下计及物体大幅运动瞬时湿表面条件的非线性水动力理论计算模型重点研究了时域分布源在水线上的特性，指出了传统分布源法在处理浮体与自由面外张斜交时计算失败的原因，并提出了新的时域分布源数值计算模型。 展开更多

关键词 非线性时域解 波浪 船舶 浮体运动 水动力理论

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浅水中浮体在波浪作用下运动的三维时域计算模型 被引量：2

3

作者 张俊生 滕斌 丛培文 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期1-9,共9页

港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同,浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性,单一模型很难实现该模拟过程。为此,建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计... 港口中系泊船在波浪作用下运动问题的本质是浅水波浪与浮体的相互作用。与深水情况不同,浅水问题应当考虑水底、水域边界的影响及浅水波浪自身的特性,单一模型很难实现该模拟过程。为此,建立了Boussinesq方程计算入射波和Laplace方程计算散射波的全时域组合计算模型。有限元法求解的Boussinesq方程能使入射波充分考虑到水底、水域边界的影响和浅水波浪的特性;散射波被线性化,采用边界元法求解,并以浮体运动时的物面条件为入射波和散射波求解的匹配条件。该方法为完全的时域方法,计算网格不随时间变动,计算过程较为方便。通过与实验及其他数值方法的结果进行比较,验证了本模型对非线性波面、浮体的运动都有比较理想的计算结果,显示了本模型对非线性问题具有较好的计算能力。 展开更多

关键词 浅水中浮体运动 非线性波浪作用 BOUSSINESQ方程 LAPLACE方程 三维时域数值模型

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随机海浪下的波浪发电装置浮体横摇运动仿真 被引量：2

4

作者 王小东 周宇英 刘丽 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2326-2329,2334,共5页

在海波发电工程领域,波浪作用到海上浮体,使浮体产生摇摆运动从而吸收波浪的机械能。对海上浮体的摇摆运动进行准确建模,对于分析波浪发电装置的工作情况及评估波浪发电装置的能量转化效率具有重要意义。选取P-M波浪谱,根据实时海浪模型... 在海波发电工程领域,波浪作用到海上浮体,使浮体产生摇摆运动从而吸收波浪的机械能。对海上浮体的摇摆运动进行准确建模,对于分析波浪发电装置的工作情况及评估波浪发电装置的能量转化效率具有重要意义。选取P-M波浪谱,根据实时海浪模型,采用线性叠加法仿真出长峰波随机海浪的波倾角,作为浮体横摇运动仿真的输入;建立浮体平台横摇运动模型并在长峰波随机海浪下对其横摇运动进行了仿真。仿真结果为海上波浪发电装置的后续分析研究提供了基础数据支持。 展开更多

关键词 波浪发电 浮体运动 实时海浪仿真 横摇仿真

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拖航尾涡与牵缆浮体的耦合作用机制研究

5

作者 吴斌 王志博 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期25-32,共8页

牵缆浮体在浮力驱动上浮过程中与旋涡的相互作用而引发的舞动是一类典型的非定常涡流与浮体的强耦合作用问题。采用雷诺平均方程求解重叠网格并与悬链线模型相结合,建立水下航行器在尾流中释放牵缆球形浮标的数值模拟模型。模拟了因航... 牵缆浮体在浮力驱动上浮过程中与旋涡的相互作用而引发的舞动是一类典型的非定常涡流与浮体的强耦合作用问题。采用雷诺平均方程求解重叠网格并与悬链线模型相结合,建立水下航行器在尾流中释放牵缆球形浮标的数值模拟模型。模拟了因航行器航行攻角造成的发放尾涡强度、放缆速度造成的牵缆对浮体的束缚效应等形成的旋涡对浮体运动的频谱效应。利用CFD软件,通过控制变量法对放缆速度和攻角对旋涡的影响进行分析,揭示了放缆速度和攻角变化对浮体周围旋涡的影响。 展开更多

关键词 浮体运动 旋涡 运动 悬链线

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浮式联排光伏动力响应及其连接件特性研究 被引量：2

6

作者 达邵炜 付世晓 +2 位作者 许玉旺 李德江 宋斌 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期15-29,共15页

中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研... 中国海岸线绵长,海上光伏可装机规模巨大,海上浮式光伏平台受到广泛关注。为了发挥规模优势及经济效益,其通常被设计为联排形式。针对浮式联排光伏平台开展了系统性的数值分析,研究了刚性和柔性两种连接件设计形式。针对刚性连接件,研究释放不同转角约束下浮体运动响应以及连接件受力情况;对于柔性连接件,考察了拉伸刚度对整个光伏系统力学性能的影响规律。此外,研究了不同环境载荷组合下的多浮体响应特性以及连接件承载能力。研究结果表明,刚性连接件转角约束可有效限制浮体纵荡、纵摇运动,柔性缆绳拉伸刚度在一定范围内影响浮体纵荡响应特性;在两种连接方案下,连接件载荷响应与环境载荷组合有关,光伏系统内外侧连接件分别呈现不同承载力特性。 展开更多

关键词 浮式联排光伏 连接器特性 刚性约束方式 柔性缆绳拉伸刚度 多浮体运动响应

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基于无网格法的浮体与波浪相互作用模拟与试验验证

7

作者 李增亮 王乐峰 +3 位作者 董祥伟 杜明超 荆正军 王雨婷 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期108-116,共9页

浮体在波浪中的运动现象广泛存在于海洋石油及新能源领域,属于流固耦合问题,同时涉及自由表面流动和运动边界等复杂现象,使得基于欧拉模式的数值方法并不擅长该类问题的求解。采用一种拉格朗日无网格法,即光滑粒子动力学(SPH)方法,建立... 浮体在波浪中的运动现象广泛存在于海洋石油及新能源领域,属于流固耦合问题,同时涉及自由表面流动和运动边界等复杂现象,使得基于欧拉模式的数值方法并不擅长该类问题的求解。采用一种拉格朗日无网格法,即光滑粒子动力学(SPH)方法,建立流固耦合数值计算模型,模拟浮体在波浪水槽中的运动过程,通过线性波浪理论和水槽试验验证了模型的准确性。结果表明:SPH方法能够有效模拟浮体在波浪作用下的非定常运动,并且捕捉到越浪、浮体侧倾等现象,预测的浮体位移时间关系与试验结果一致;在无约束条件下,浮体在水槽中发生横向位移,且位移受浮体形状和尺寸影响较大。 展开更多

关键词 光滑粒子动力学(SPH) 流固耦合 自由表面流动 波浪水槽试验 浮体运动

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基于动量控制的人型机器人实时稳定全身运动规划 被引量：3

8

作者 陈毅鸿 陈启军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期757-763,共7页

本文介绍了一种通过动量控制来生成人型机器人稳定的全身运动生成算法.首先,本文引入了基于浮体坐标系的运动学模型来实现全身运动规划以及工作空间的拓展;并为了解决因此产生的实时运动规划中的稳定性问题,本文定义、分析、求解了机器... 本文介绍了一种通过动量控制来生成人型机器人稳定的全身运动生成算法.首先,本文引入了基于浮体坐标系的运动学模型来实现全身运动规划以及工作空间的拓展;并为了解决因此产生的实时运动规划中的稳定性问题,本文定义、分析、求解了机器人运动中的动量因素来作为运动过程中的自平衡器;结合任务空间法同时实现了末端轨迹跟踪和自平衡约束;最后通过仿真和实体机器人实验验证了最终算法的有效性.通过运用本文算法,机器人实现了在屈体向前以及动态跟踪人体运动两个应用场景中的自平衡,并通过对比有无平衡器的质心曲线等数据证明了算法的有效性以及必要性. 展开更多

关键词 浮体运动学 动量控制 自平衡 人型机器人 实时性

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“海油观澜号”浮式风电系统水动力特性与上浪载荷研究 被引量：4

9

作者 邓石 宋安科 +3 位作者 杨小龙 张广磊 刘旭平 程正顺 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期128-138,共11页

为分析“海油观澜号”半潜浮式风电系统在中国南海台风期强波浪、高波陡条件下的浮体运动特性、甲板上浪现象和砰击载荷大小,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,从现象观测和载荷计算角度解决极端水动力问题。结果表明:①对于环境载荷... 为分析“海油观澜号”半潜浮式风电系统在中国南海台风期强波浪、高波陡条件下的浮体运动特性、甲板上浪现象和砰击载荷大小,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,从现象观测和载荷计算角度解决极端水动力问题。结果表明:①对于环境载荷,一阶波浪载荷主要影响最大水平运动范围和垂向运动幅值,平均风载荷对运动极值影响较为显著;②对于上浪现象,区别于传统油气类平台迎浪侧易上浪的认识,半潜式风电平台的背浪侧上浪更加显著,容易出现绿水砰击现象,应避免在背浪侧立柱顶部布置设备;半潜式风电平台包含多个小直径立柱,易破碎波浪,试验中平台波高仪记录的上浪现象多为白水砰击,载荷量级有限,可以通过适度结构加强抵御;③采用修正后的近浮体波面公式,可以在数值模拟中准确复现上浪结果,并指导平台动力学优化。研究成果为恶劣海况下半潜式浮式风电基础运动、平台上浪设计提供了参考。 展开更多

关键词 “海油观澜号” 半潜式浮式风电系统 浮体运动特性 甲板上浪 模型试验 波浪载荷 风载荷

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三维锚泊系统时域计算分析 被引量：13

10

作者 肖越 王言英 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第5期8-16,共9页

通过采用在频域内对浮体运动方程求解并将计算结果转换为时域结果,同时与锚链线运动时域方程耦合求解锚泊浮体在限制工作水深的运动位移与锚链线上的张力。采用一种考虑锚链线上各种受力的三维锚链线模型来计算锚链的位移与受力。通过... 通过采用在频域内对浮体运动方程求解并将计算结果转换为时域结果,同时与锚链线运动时域方程耦合求解锚泊浮体在限制工作水深的运动位移与锚链线上的张力。采用一种考虑锚链线上各种受力的三维锚链线模型来计算锚链的位移与受力。通过对计算结果的分析表明,本方法简单、实用,可以提供具有工程精度的锚泊性能预报。 展开更多

关键词 频域法 时域法 浮体运动方程 锚泊线运动方程

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关于自由面压力脉动与摇板造波的等价性 被引量：1

11

作者 缪国平 尤云祥 刘应中 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期647-653,共7页

考虑了一个逆问题，即在浮体运动和自由面压力分布之间是否存在某种等价性？作为这一方向努力的一部分，从二维半无限长水槽摇板造波的特例出发考察了这个问题．基于线性势流理论，导出了自由面压力分布应满足的带复数核的第一类Ｆｒｅ... 考虑了一个逆问题，即在浮体运动和自由面压力分布之间是否存在某种等价性？作为这一方向努力的一部分，从二维半无限长水槽摇板造波的特例出发考察了这个问题．基于线性势流理论，导出了自由面压力分布应满足的带复数核的第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程，并用正则化方法得到了这类不适定的积分方程的近似正则解．结果表明，自由面压力脉动与摇板造波之间的等价性可以通过解相应的逆问题来解决． 展开更多

关键词 压力分布 摇板造波 正则化 浮体运动 自由面

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海上漂浮式风机气动阻尼效应全耦合数值分析 被引量：5

12

作者 赵仕伦 陈鹏飞 程永权 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期144-154,共11页

海上漂浮式风机的风轮气动阻尼效应对基础运动有重要影响。建立了基于气动-水动-弹性-伺服的全耦合漂浮式风机数值模型,通过自由衰减动态模拟,利用轮毂单一自由度运动模型评估漂浮式风机的纵摇阻尼水平范围;根据初步评估的纵摇阻尼水平... 海上漂浮式风机的风轮气动阻尼效应对基础运动有重要影响。建立了基于气动-水动-弹性-伺服的全耦合漂浮式风机数值模型,通过自由衰减动态模拟,利用轮毂单一自由度运动模型评估漂浮式风机的纵摇阻尼水平范围;根据初步评估的纵摇阻尼水平,设置风浪联合工况矩阵对漂浮式风机进行气动阻尼的动态评估。结果表明,动态工况下的漂浮式风机气动阻尼效应与简单评估模型中通过闭环方法计算获得的阻尼曲线变化趋势保持一致;气动阻尼效应对纵摇运动功率谱密度(PSD)曲线影响不显著,能够减缓纵摇运动幅度;与纵摇运动耦合的纵荡固有频率PSD峰值显著体现气动阻尼效应;相同波浪工况下,气动阻尼效应抑制浮体纵摇运动平均值,纵摇PSD曲线及极值统计结果也得出相似结论;小于额定风速时,气动阻尼效应减小纵摇角极大值与平均值之差;高于额定风速时,气动阻尼效应减小浮体纵摇幅值。研究结果为海上漂浮式风机气动阻尼效应评估提供了参考。 展开更多

关键词 海上漂浮式风机 气动阻尼 全耦合模型 数值模拟 浮体运动响应

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非接触式海洋模拟平台测量技术研究 被引量：2

13

作者 沈海滨 杜海 +1 位作者 李木国 邓姿 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期68-75,共8页

针对海洋模拟平台接触式测量方法精度低的问题,提出了适用于"海洋移动式平台"水池模型试验的非接触式测量方法并详细阐述了实时异步触发同步抓取图像功能的实现及两步法标定过程。该方法基于机器视觉原理使用双CCD进行平台的... 针对海洋模拟平台接触式测量方法精度低的问题,提出了适用于"海洋移动式平台"水池模型试验的非接触式测量方法并详细阐述了实时异步触发同步抓取图像功能的实现及两步法标定过程。该方法基于机器视觉原理使用双CCD进行平台的运动监测,利用标定内外参数来重构物体空间坐标,并由此分解浮体六自由度运动的信息。最后给出了测试结果。结果表明:所提算法在分析精度方面有了较大的提高。 展开更多

关键词 海洋模拟平台 非接触测量 机器视觉 浮体六自由度运动 水池模型试验

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