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舰船非线性设计值的水弹性直接计算方法 被引量:3
1
作者 陈占阳 桂洪斌 任慧龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期37-42,共6页
目前各国军规对水面舰船设计载荷的计算还只停留在刚体理论,但随着舰船主尺度的日益增大,船体弹性效应对载荷响应的影响已越发不容忽视,通过水弹性理论计算和试验两方面,与国内规范的设计载荷计算方法进行了比较分析,发现国内规范中对... 目前各国军规对水面舰船设计载荷的计算还只停留在刚体理论,但随着舰船主尺度的日益增大,船体弹性效应对载荷响应的影响已越发不容忽视,通过水弹性理论计算和试验两方面,与国内规范的设计载荷计算方法进行了比较分析,发现国内规范中对于极限工况下的砰击载荷的贡献考虑不够充分,为此,基于三维非线性时域水弹性理论,对不规则波中船体载荷响应预报方法进行了阐述,提出了一种非线性设计载荷的直接计算方法。基于直接计算方法,提出一套新的水面舰船设计值计算流程算法。通过比较后发现,采用本文修改后的规范算法得到的设计值,与直接计算方法结果更为接近。新的设计载荷计算程序的有效性和准确性得到了证实。 展开更多
关键词 弹性 非线性 长期预报 设计值 直接计算方法
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螺旋桨水动力噪声数值计算方法研究
2
作者 朱天赐 傅慧萍 李杰 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第3期69-74,共6页
为了确立水动力噪声量化计算规程,对基于FW-H方程的声类比计算方法进行系统性研究。采用螺旋桨水动力性能EFD及CFD标模DTMB 4 119螺旋桨为研究对象,基于大涡模拟方法系统探讨了声类比计算收敛性相关问题,包括声学计算时间的影响分析、... 为了确立水动力噪声量化计算规程,对基于FW-H方程的声类比计算方法进行系统性研究。采用螺旋桨水动力性能EFD及CFD标模DTMB 4 119螺旋桨为研究对象,基于大涡模拟方法系统探讨了声类比计算收敛性相关问题,包括声学计算时间的影响分析、单个叶片声压与叶片总声压的关系、声压与流动压力比较等。研究表明,声学计算时间的长短对频率谱的分布有影响,但平均声压级几乎不受影响,误差不到1%;单个叶片的SPL几乎相等但声压存在相位差,总体SPL相比单个叶片有所降低;螺旋桨远场声压一般低于流动压力,近场螺旋桨域内则例外,呈现不收敛趋势。由此可见,将流动与声传播解耦的声类比方法对于近场声压求解有一定局限性。 展开更多
关键词 螺旋桨 动力噪声 数值计算方法 声类比 FW-H方程
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黏弹性板水弹性响应的非线性分析
3
作者 霍鑫泰 王苹 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第3期147-151,共5页
通过将超大型浮式结构物(a very large floating structure,简称VLFS)模拟为黏弹性薄板,本工作对VLFS的非线性水弹性响应进行了解析研究。运用同伦分析方法(the homotopy analysis method,简称HAM),计算出速度势和板挠度的近似迭代解,... 通过将超大型浮式结构物(a very large floating structure,简称VLFS)模拟为黏弹性薄板,本工作对VLFS的非线性水弹性响应进行了解析研究。运用同伦分析方法(the homotopy analysis method,简称HAM),计算出速度势和板挠度的近似迭代解,并根据计算结果着重探究了几个重要的物理参数对黏弹性板形变的影响。结果发现:黏弹性板的挠度随着黏弹性时间、杨氏模量和板厚度增加而减少,而板挠度随着入射波波幅的增加而增加。最后,还对非线性色散关系和波幅之间的联系进行了探讨。 展开更多
关键词 弹性 同伦分析方法 非线性弹性
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非线性水动力导数的数值计算与研究 被引量:5
4
作者 赵小仨 徐海祥 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2017年第1期70-75,81,共7页
针对船舶的非线性运动难以界定和非线性运动难以预报的问题,以供应船为研究对象,采用CFD商用软件FLUENT,结合动网格技术对大振幅平面运动机构试验进行数值模拟,通过对比不同工况的流场压力云图,分析得出供应船水动力达到非线性的振幅范... 针对船舶的非线性运动难以界定和非线性运动难以预报的问题,以供应船为研究对象,采用CFD商用软件FLUENT,结合动网格技术对大振幅平面运动机构试验进行数值模拟,通过对比不同工况的流场压力云图,分析得出供应船水动力达到非线性的振幅范围.设计供应船非线性运动的试验方案,分别模拟不同频率时的大漂角斜航运动及大振幅的纯纵荡、纯横荡、纯首摇、组合运动,拟合得到接近零频率的非线性水动力导数. 展开更多
关键词 非线性动力 大振幅PMM试验 数值计算 供应船
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海洋浮体二阶非线性水弹性力学分析—基本理论 被引量:8
5
作者 陈徐均 吴有生 +1 位作者 崔维成 沈庆 《船舶力学》 EI 2002年第4期33-44,共12页
将考虑到二阶的流场压力在浮体瞬时湿表面上积分 ,得到用于非线性水弹性理论分析的广义一阶流体作用力和广义二阶流体作用力。广义一阶流体作用力中的波浪激励力、辐射力和恢复力与线性水弹性理论中的广义流体力具有相同的形式 ,仅比线... 将考虑到二阶的流场压力在浮体瞬时湿表面上积分 ,得到用于非线性水弹性理论分析的广义一阶流体作用力和广义二阶流体作用力。广义一阶流体作用力中的波浪激励力、辐射力和恢复力与线性水弹性理论中的广义流体力具有相同的形式 ,仅比线性水弹性理论多了一项 ,反映了由刚体的转动引起的对一阶流体恢复力的影响。广义二阶流体力由五部分组成 ,即 :与入射势和反射势有关的广义二阶波浪激励力、与辐射势有关的广义二阶辐射力、由辐射势与入射势及反射势的耦合引起的广义二阶力、由于湿表面的移动引起的一阶流场静态压力对广义二阶流体力的贡献、以及由于瞬时湿表面积的变化引起的广义二阶力。同时推导了不规则波中的广义一阶及二阶流体动力系数的表达形式。建立了在不规则波中航行浮体的线性和非线性水弹性运动方程 ,给出了求解方法。 展开更多
关键词 海洋浮体 二阶非线性弹性力学分析 数值计算 二阶波浪力
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桩墩壅水数值计算方法 被引量:17
6
作者 张玮 解鸣晓 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2008年第5期25-28,70,共5页
利用已有的物理模型试验成果,建立平面二维水动力数值模型,对桩墩的壅水进行计算,探讨几种紊动黏性取值方式对壅水计算的影响。研究结果表明:桩墩壅水的计算值与实测值吻合较好,验证了数学模型的合理性;利用选取常量、控制计算单元Pecle... 利用已有的物理模型试验成果,建立平面二维水动力数值模型,对桩墩的壅水进行计算,探讨几种紊动黏性取值方式对壅水计算的影响。研究结果表明:桩墩壅水的计算值与实测值吻合较好,验证了数学模型的合理性;利用选取常量、控制计算单元Peclet数以及应用Smagorinsky方程等3种紊动黏性取值方式均可以成功地进行壅水计算,其中以Smagorinsky方法最优。 展开更多
关键词 桩墩壅 数学模型 数值计算方法 紊动黏性系数 Peclet Smagofinsky方程
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海洋浮体非线性水弹性力学分析——结构非线性的初步考虑 被引量:1
7
作者 陈徐均 崔维成 +1 位作者 J.Juncher Jensen 汤雪峰 《船舶力学》 EI 2003年第5期81-90,共10页
前文分别介绍了二阶非线性水弹性分析中流体非线性的理论与部分典型算例结果。本文则在流体线性假定的前提下,介绍结构非线性的考虑方法。以大变形浮动平板在多向规则波中的运动与变形响应为例,介绍了板垂向位移与流体相互耦合的频域分... 前文分别介绍了二阶非线性水弹性分析中流体非线性的理论与部分典型算例结果。本文则在流体线性假定的前提下,介绍结构非线性的考虑方法。以大变形浮动平板在多向规则波中的运动与变形响应为例,介绍了板垂向位移与流体相互耦合的频域分析方法。讨论了板内薄膜力对结构变形与受力的影响。数值算例表明,薄膜力对变形、弯矩和应力都有一定程度的非线性贡献,在某些情况下是不可忽略的。 展开更多
关键词 海洋浮体 结构非线性 弹性 力学分析 频域分析方法 大挠度
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波流与不均匀海域上浮式弹性板相互作用的非线性数值模拟 被引量:1
8
作者 程勇 嵇春艳 翟钢军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期112-121,共10页
波流混合作用下浮式弹性板的水弹性响应属于非线性范畴,尤其当波流传递到不均匀海底时,这种非线性行为更为复杂,因而采用完全非线性分析技术是唯一可能获得浮板精确水弹性响应的方法。采用高阶边界元法建立模拟波流与变水深海底上浮板... 波流混合作用下浮式弹性板的水弹性响应属于非线性范畴,尤其当波流传递到不均匀海底时,这种非线性行为更为复杂,因而采用完全非线性分析技术是唯一可能获得浮板精确水弹性响应的方法。采用高阶边界元法建立模拟波流与变水深海底上浮板相互作用的时域完全非线性二维数值水槽;将Euler-Bernoulli-von Karman非线性梁模型加入到流固交界面的动力学边界条件中实现波流与浮板耦合作用,运用4阶Runge-Kutta法并联合混合欧拉-拉格朗日方案对瞬时自由水面和流固交界面进行更新;为获得浮板位移的空间各阶导数,使用一系列模态振型函数来近似当前时刻浮板的垂向位移,并利用Galerkin方法求解各阶模态主坐标。通过与无网格数值已知算法结果进行比较,验证了数值模型的可行性和准确性;进一步研究水流及不均匀海底的存在对浮板非线性水弹性响应产生的影响;最后探讨了不同流速对浮板高阶谐位移的影响规律。 展开更多
关键词 浮式弹性 高阶边界元方法 时域完全非线性 弹性响应 波流混合作用 不匀均海底
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一类非线性发展方程的AGE-3方法和并行计算
9
作者 那顺布和 苏志勋 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期464-468,共5页
为研究适合在并行计算机上高效率解一类非线性发展方程的计算方法,给出了一类非线性发展方程,并对其应用古典显格式、古典隐格式以及Saul′yev型非对称差分格式,构造了求解这一类非线性发展方程的交替分组显示AGE-3方法.并且证明了该方... 为研究适合在并行计算机上高效率解一类非线性发展方程的计算方法,给出了一类非线性发展方程,并对其应用古典显格式、古典隐格式以及Saul′yev型非对称差分格式,构造了求解这一类非线性发展方程的交替分组显示AGE-3方法.并且证明了该方法的无条件稳定性以及具有并行性兼顾的结果.数值实验说明该方法具有良好的并行性、有效性,且误差小、精度高,宜于直接在并行计算机上使用. 展开更多
关键词 非线性发展方程 非对称差分格式 并行计算 无条件稳定性 计算方法 数值实验 并行性 高效率 显格式 隐格式 古典 求解
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非线性有限元分析与分叉问题数值方法
10
作者 王晓春 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期234-237,共4页
非线性有限元分析和分叉问题的数值方法研究是当今计算力学领域中受重视的研究方向之一。虽然在单元构造、非线性分析与分叉数值方法方面已有长足进展,但迄今为止,可以用于实际复杂结构分叉问题的方案还存在不少困难。本文对有限元的... 非线性有限元分析和分叉问题的数值方法研究是当今计算力学领域中受重视的研究方向之一。虽然在单元构造、非线性分析与分叉数值方法方面已有长足进展,但迄今为止,可以用于实际复杂结构分叉问题的方案还存在不少困难。本文对有限元的发展作了简要回顾,并介绍了一种有效的用于分叉计算的数值方法。文末以实际上常见的平面杆系结构为对象。 展开更多
关键词 非线性 有限元 分叉 数值方法 计算力学
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基于改进MPS方法的三维时域水弹性计算模型
11
作者 孙哲 尹恒辉 +1 位作者 张桂勇 宗智 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期948-956,共9页
本文在作者已有的二维改进MPS(Moving Particle Semi-implicit)方法基础上进行了三维拓展(主要包括三维自由面粒子判断),并通过将计算得到的三维溃坝问题结果与文献中实验结果相对比,验证了所发展模型的准确性。在结构响应计算方面,将... 本文在作者已有的二维改进MPS(Moving Particle Semi-implicit)方法基础上进行了三维拓展(主要包括三维自由面粒子判断),并通过将计算得到的三维溃坝问题结果与文献中实验结果相对比,验证了所发展模型的准确性。在结构响应计算方面,将刚性和柔性模态耦合并计及相互影响。在此基础上,将流体和结构部分通过迭代方式耦合,从而实现强流固耦合计算。最后,应用上述模型对涉及大刚体位移叠加弹性变形的三维方梁的强非线性时域水弹性问题进行了计算,验证了模型对此类问题的有效性。 展开更多
关键词 MPS方法 流固耦合 时域计算 弹性 计算流体力学
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非线性色散光纤中光脉冲传输模型的数值计算研究
12
作者 陈启佳 余仲秋 +1 位作者 魏保军 郭靓 《信息工程大学学报》 2006年第2期197-199,共3页
超短光脉冲(T0>10fs)在非线性色散光纤中传输满足广义的非线性薛定谔方程。该方程一般情况下不适合于解析求解,通常需做数值处理。文章介绍了求解此方程的数值方法———分步傅立叶方法,并提出非线性效应也在频域内计算的改进方法。... 超短光脉冲(T0>10fs)在非线性色散光纤中传输满足广义的非线性薛定谔方程。该方程一般情况下不适合于解析求解,通常需做数值处理。文章介绍了求解此方程的数值方法———分步傅立叶方法,并提出非线性效应也在频域内计算的改进方法。研究了分步傅立叶方法的精度,为了进一步提高精度,介绍了该方法的修正算法———对称分布傅立叶方法。 展开更多
关键词 非线性效应 色散效应 非线性薛定谔方程 分步傅立叶方法 数值计算
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三维加筋板楔形体结构水弹性砰击的ALE数值模拟研究 被引量:7
13
作者 骆寒冰 张智 王辉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期84-91,共8页
合理预报船首局部结构砰击载荷及其结构应力响应是船舶结构设计人员所重点关心的问题。文章针对某钢制三维加筋板楔形体入水砰击问题,考虑其水弹性效应,采用ALE显式有限元方法开展了数值预报工作。数值模拟的入水加速度、加筋板结构的... 合理预报船首局部结构砰击载荷及其结构应力响应是船舶结构设计人员所重点关心的问题。文章针对某钢制三维加筋板楔形体入水砰击问题,考虑其水弹性效应,采用ALE显式有限元方法开展了数值预报工作。数值模拟的入水加速度、加筋板结构的纵骨和横梁上应力响应等结果与模型实验的时域结果进行了比较,吻合较好。文中还讨论了数值模拟的并行计算效率问题。 展开更多
关键词 ALE方法 加筋板结构 弹性砰击 并行计算
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基于ALE算法的无转角和有转角铝制加筋板楔形体水弹性砰击的数值模拟研究 被引量:5
14
作者 骆寒冰 董德龙 +2 位作者 季红叶 赵中榜 高原 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期175-183,共9页
文章采用基于任意拉格朗日—欧拉(ALE)算法的显式有限元技术研究水弹性砰击现象,针对已开展的铝制加筋板楔形体结构入水砰击模型实验,开展了数值模拟比较工作。该楔形体底部斜升角为20度,底部两侧是包含三根纵骨和两根横梁的加筋板结构... 文章采用基于任意拉格朗日—欧拉(ALE)算法的显式有限元技术研究水弹性砰击现象,针对已开展的铝制加筋板楔形体结构入水砰击模型实验,开展了数值模拟比较工作。该楔形体底部斜升角为20度,底部两侧是包含三根纵骨和两根横梁的加筋板结构,两侧结构刚度不同。预报了模型无转角和有转角典型工况的砰击入水过程,得到的入水加速度、底部加筋板结构纵骨应力和横梁响应与模型实验结果吻合较好。研究表明该ALE算法具备模拟船舶局部结构的水弹性砰击流固耦合问题的能力。 展开更多
关键词 ALE算法 铝制加筋板结构 弹性砰击 转角 数值计算
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有桨毂的螺旋桨水动力数值计算:对现有升力面方法的改进
15
作者 陈家栋 《舰船性能研究》 1994年第1期27-35,共9页
关键词 动力 数值计算 推进器 船舶 升力面方法
全文增补中
非线性粘弹性基桩纵向混沌运动 被引量:7
16
作者 胡春林 程昌钧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1541-1544,共4页
研究了在给定桩顶轴向动位移条件下非线性粘弹性嵌岩桩纵向振动的混沌运动。假定基桩材料满足非线性弹性和微分型线性粘弹性本构关系、桩周土反力及阻尼分别与位移及速率成正比,得到基桩的运动方程为非线性偏微分方程。利用Galerkin方... 研究了在给定桩顶轴向动位移条件下非线性粘弹性嵌岩桩纵向振动的混沌运动。假定基桩材料满足非线性弹性和微分型线性粘弹性本构关系、桩周土反力及阻尼分别与位移及速率成正比,得到基桩的运动方程为非线性偏微分方程。利用Galerkin方法将方程简化,并对简化后的系统进行了数值模拟计算,得到了土反力、土阻尼、桩身阻尼比较大、比较小和很小等情形下不同参数时基桩运动的时程曲线、相平面图、功率谱图、Poincare截面及分岔图等。结果表明纵向振动的非线性粘弹性桩可以呈现周期运动、准周期运动、分岔或混沌运动。 展开更多
关键词 非线性弹性 纵向振动 混沌运动 数值计算
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计算橡胶隔振器静态特性的数值分析方法 被引量:39
17
作者 陈莲 周海亭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期120-123,i012,共5页
以橡胶隔振器为研究对象,利用有限元ABAQUS分析软件,进行了橡胶隔振器有限元建模的数值试验分析;为了能更精确的描述橡胶的特性,引用了多年来发展的几种弹性应变能函数方法,选取本构方程来拟合试验数据以作为ABAQUS软件对橡胶材料特性... 以橡胶隔振器为研究对象,利用有限元ABAQUS分析软件,进行了橡胶隔振器有限元建模的数值试验分析;为了能更精确的描述橡胶的特性,引用了多年来发展的几种弹性应变能函数方法,选取本构方程来拟合试验数据以作为ABAQUS软件对橡胶材料特性曲线的评估,寻找一种描述橡胶特性的最佳的方法。预测的计算结果与试验吻合较好,表明所建的数学模型和有限元计算方法能较理想的获得橡胶隔振器静态解。 展开更多
关键词 橡胶隔振器 数值分析方法 静态特性 ABAQUS 有限元建模 弹性应变能 分析软件 试验分析 函数方法 特性曲线 橡胶材料 试验数据 本构方程 计算结果 计算方法 数学模型 静态解
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注蒸汽吞吐井井筒应力的数值计算方法 被引量:13
18
作者 余中红 陈延 杨平阁 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2004年第4期86-88,93,共4页
将注蒸汽吞吐井井筒温度场的计算结果引入井筒应力分析模型中,利用有限元分析软件ANSYS计算了不同约束条件下的井筒应力。计算结果表明,最大热应力都发生在套管内壁,且超过了N80套管的热弹性屈服极限;最大热膨胀都发生在温度变化过渡区... 将注蒸汽吞吐井井筒温度场的计算结果引入井筒应力分析模型中,利用有限元分析软件ANSYS计算了不同约束条件下的井筒应力。计算结果表明,最大热应力都发生在套管内壁,且超过了N80套管的热弹性屈服极限;最大热膨胀都发生在温度变化过渡区,当套管周围掏空时,其热应变达到了2%,远远超过材料弹性极限应变值(0 3%),这是导致热采井套管变形损坏的主要原因。 展开更多
关键词 注蒸汽 井筒 套管变形 热采井 应力分析 热应力 温度变化 数值计算方法 弹性 应变
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考虑薄膜力影响的浮板水弹性频域分析方法 被引量:2
19
作者 陈徐均 苏云花 +1 位作者 吴广怀 庞有师 《解放军理工大学学报(自然科学版)》 EI 2003年第2期37-40,共4页
提供了一种考虑薄膜力影响的海上浮动平板的水弹性频域分析方法。在线性假定下利用格林函数法求解浮动平板所受的波浪作用力和在水中运动的附加水动力系数。根据板的大挠度理论 ,考虑板内的薄膜力 ,建立了波浪中运动平板的水弹性运动方... 提供了一种考虑薄膜力影响的海上浮动平板的水弹性频域分析方法。在线性假定下利用格林函数法求解浮动平板所受的波浪作用力和在水中运动的附加水动力系数。根据板的大挠度理论 ,考虑板内的薄膜力 ,建立了波浪中运动平板的水弹性运动方程。在求解了由一阶波浪力引起的板的一阶位移后 ,通过对与该位移有关的薄膜力引起的非线性力的频率分析 。 展开更多
关键词 超大型浮体 薄膜力 弹性理论 浮动平板 弹性频域分析方法 非线性位移
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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:7
20
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 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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