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内孤立波与深海半潜式平台及立管相互作用数值模拟研究

作　者: 周小龙
导　师: 尤云祥
学　校: 上海交通大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 内孤立波半潜平台深海立管数值水槽双板造波多孔介质消波
分类号: P751
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 118次
引　用: 1次
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内容摘要

在深水海域,海洋结构物将面临更为恶劣海洋环境的考验,海洋内孤立波就是其中一种,由于它具有振幅大和持续时间长等特点,在一定条件下,对海洋结构物会产生很大的危害性。由于内孤立波与海洋结构物的相互作用具有很强的非线性,用线性势流理论进行研究难以得到满意的结果。因此采用数值水槽技术来研究此问题将是一种更为直接和有效的方法。在较为系统地回顾和总结了目前国内外研究进展的基础上,本文就内孤立波与深海半潜式平台及其立管的相互作用问题,开展了如下几方面的研究工作:在第二章中,以雷诺平均方程为控制方程,采用k?ε湍流模型,结合追踪两层流体运动界面的VOF方法,提出了双推板内孤立波数值造波方法,发展了多层多孔介质数值消波技术,建立了两层流体中的内孤立波数值水槽,验证了数值造波和消波的有效性。在第三章中,利用所建立的内孤立波数值水槽,研究了内孤立波与GVA7500半潜平台的相互作用问题,数值模拟了半潜平台遭遇内孤立波的过程,获得了内孤立波突发性冲击作用下半潜平台的载荷及其表面压力分布特性。在第四章中,将内孤立波数值水槽与基于薄壳模型的有限元方法相结合,研究了内孤立波与某大长径比深海立管的相互作用问题,获得了深海立管内孤立波载荷及其表面压力分布特性,分析了内孤立波对深海立管结构响应的影响。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-21
  1.1 论文研究的背景和意义  10-13
  1.2 海洋内波理论研究进展  13-17
  1.3 内波与海上结构物相互作用研究现状  17-19
  1.4 论文主要研究内容和创新点  19-21
    1.4.1 主要研究内容  19-20
    1.4.2 主要创新点  20-21
第二章内孤立波数值水槽  21-32
  2.1 内孤立波Kdv-mKdv 理论  21-22
  2.2 数值造波与消波方法  22-25
  2.3 数值模拟方法  25-27
  2.4 造波及消波数值结果  27-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章内孤立波与深海半潜式平台相互作用数值模拟  32-42
  3.1 数值方法  32-35
  3.2 数值结果  35-41
    3.2.1 压力分布及流场特性  35-38
    3.2.2 载荷时历特性  38-41
  3.3 本章小结  41-42
第四章内孤立波与深海立管相互作用数值模拟  42-53
  4.1 数值方法  42-45
  4.2 数值结果  45-52
    4.2.1 立管受力特性  45-48
    4.2.2 立管表面附近速度场特性  48-51
    4.2.3 立管变形特性  51-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章结论与展望  53-55
  5.1 结论  53
  5.2 展望  53-55
参考文献  55-59
攻读硕士学位期间发表论文  59-60
致谢  60-61
上海交通大学学位论文答辩决议书  61-63

内孤立波与深海半潜式平台及立管相互作用数值模拟研究

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