一、海底铰接柱体结构动力反应（论文文献综述）
蔡梦倩[1]（2020）在《含内流海洋立管双向涡激振动特性及疲劳寿命研究》文中进行了进一步梳理海洋立管作为海底资源开发系统中重要且最薄弱的组成部分,在洋流作用下易发生涡激振动导致疲劳破坏,造成严重的经济损失及环境污染,现已引起广泛关注。在开采工程中,除复杂海洋环境,立管极易受内部输流流体影响,加剧疲劳破坏,并且内外流共同作用下立管顺流向与横流向耦合效应会导致立管动力学特性更加复杂,因此,研究含内流立管双向涡激振动特性并全面预测其疲劳寿命对海洋工程的安全运营十分重要。本文在查阅大量文献的基础上,分析了涡激振动机理及常用疲劳寿命计算方法,结合已有研究结论,针对含内流海洋立管双向涡激振动问题,主要进行了三方面的研究:（1）基于Euler-Bernoulli梁和改进Van Der Pol尾流振子对立管涡激振动模型展开研究。综合考虑管内流体、横向和顺向耦合作用,建立了立管涡激振动预测模型;用Hermit插值函数和Newmark-β法在时域内迭代求解响应值;并将试验数据与模型计算结果进行对比验证,结果表明本文所建模型能有效预测海洋立管的涡激振动特性及响应。（2）针对内流流动下立管单自由度与双自由度涡激振动特性展开研究。将模型运用到不同内流、海流、内外流共同作用及顶张力等因素影响下立管振动特性计算分析,发现固有频率随内流流速增加在降低;考虑立管双向耦合效应的振动幅值明显高于不考虑耦合作用;内流作用下横向振动幅值约是顺流向的0.33倍,但顺流向振动频率大致是横向的2倍;顺流向平均增大速率明显大于横流向,改变顶张力时应多关注顺流向涡激振动。（3）全面预测多影响因素共同作用下立管疲劳寿命。结合立管涡激振动模型及振动特性响应规律建立疲劳寿命预测模型,对多个因素作用下立管双自由度疲劳寿命进行预测,提出提高疲劳寿命的建议。研究发现最短疲劳寿命在立管底端;管内流速的增加会导致疲劳寿命降低,增加顶张力可以减少内流对立管造成的影响,顺流向和横流向涡激振动对于立管疲劳寿命的影响同样重要,特别是海况级别较高时,立管顺流向损伤累积较大并且不可忽略。由于时间关系,本文分析立管涡激振动问题时暂未考虑海洋平台运动、波浪联合荷载等,建立一种涵盖众多影响因素联合作用的涡激振动预测模型,是今后研究重点。
赵岚涛[2]（2020）在《波—流耦合作用下悬浮隧道合理断面型式研究》文中研究说明随着我国经济的不断发展,一带一路的总体布局,建设跨越海峡的固定交通通道势在必行。而传统工程方案在跨越复杂海域环境的海峡中面临着诸多挑战,因此,水中悬浮隧道这种充满特点的工程形式应运而生。如何最大限度地确保悬浮隧道的可靠性,是制约悬浮隧道真正实际应用的最大因素,而对于在不同海域环境下悬浮隧道结构型式的选择问题首当其冲。本文在交通运输部建设科技项目“深海悬浮隧道关键技术的前期研究（2013318740050）”的支撑下,针对悬浮隧道的动力响应关键参数,通过理论分析、模型试验和数值仿真相结合的方法,开展了波-流耦合作用下水中悬浮隧道结构选型关键参数的研究,主要成果如下:1)分析了波浪与洋流作用的计算方法,根据已有波浪力计算理论,结合Morison方程得出作用在悬浮隧道上的波浪力。2)在波浪作用下,三种断面型式悬浮隧道的压强幅值均与波高、波浪周期呈正相关,其中波高要素对管段波动特性的影响更加显着。从压强极值来看圆形断面>八边形>椭圆形。圆形和八边形的压强极值相对椭圆形而言对波高的变化更加敏感。3)在不同的波浪要素下椭圆形和八边形断面随着波高或周期的增加,开始出现局部峰值或波动,八边形的局部峰值个数多于椭圆形。圆形断面的周向压强分布更加均匀,但压强极值最大;椭圆形断面的流体线性最佳,压强极值最小,但迎-背浪面压强幅值差较大,由于扁平率较小会产生一定的扭转波动。八边形断面压强极值居中,压强幅值差与椭圆形相近,但波动更加敏感。这可能是由于在压力场作用下,漩涡在迎浪面拐点处分离后在管段背浪面的上下拐点处又出现了再附现象。4)三种型式的悬浮隧道水平波浪力和升力与波高均呈正相关。其中,圆形断面的水平力比升力大15%～24%,椭圆形断面水平力比升力大49%～53%,八边形断面水平力比升力大65%～68%。三种型式的悬浮隧道水平力均大于升力,椭圆形和八边形断面受波高要素影响的敏感度大于圆形断面。5)波流耦合作用下,随着波高的增加,三种断面型式悬浮隧道横向位移幅值均呈线性增加,其中八边形断面的变化趋势最显着。不同断面型式悬浮隧道最大升沉位移幅值均呈线性增加,其中椭圆形断面变化的敏感度略小于其他断面。随着流速的增加,不同断面型式悬浮隧道横向位移幅值均呈小幅度线性增加,其中圆形断面的变化趋势更显着。圆形断面型式悬浮隧道最大升沉位移幅值呈非线性变化,八边形和椭圆形断面呈有限幅度增长。流速对位移参数的影响显着小于波高的影响。6)消除管段两端边界效应的影响,圆形断面型式悬浮隧道管段与锚索的接驳处出现了显着的应力集中现象,管段上部结构总体应力分布大于下部结构。椭圆形断面型式悬浮隧道管段应力主要分布在与管段接驳处所在位置的纵向线上,上部结构与下部结构应力分布未见显着差别。八边形断面型式悬浮隧道管段应力主要分布在与管段接驳处所在位置的纵向线上,另外在两侧边墙的上部拐角处沿管段纵向的应力分布也很集中,而上部结构与下部结构应力分布未见显着差别。7)在波浪作用下,三种型式的悬浮隧道迎浪面锚索张力峰值和谷值的幅值在整体上均与波高呈正相关,张力时程曲线均呈周期性变化。三种型式的悬浮管段迎浪面锚索张力均大于背浪面,这是由于悬浮隧道管段在扭矩作用下发生转动的影响。迎、背浪面张力峰值的形成存在较小的时间差,这是由于波浪序列在不同点传播时的相位差导致的。对于迎、背浪面张力峰值差极值而言,椭圆形断面>八边形>圆形。不规则波作用时圆形断面悬浮隧道的锚索更易产生局部偏拉。8)综合以上结论分析,在水深较大的海域中,可选择压强分布较均匀的圆形断面,中等水深或中等偏小水深时可选择水力性能较好的椭圆形断面,当水深中等偏大时通过控制锚索的预张力也可选择经济性较好具有最优断面布置空间的八边形断面。
高垚[3]（2020）在《非均匀周期性脉动干扰下海洋立管水动力特性研究》文中提出海洋立管作为海面平台与海底生产系统之间的重要纽带,是海洋开发过程中不可或缺的重要构件,其动态绕流特性一直受到学术界的高度关注。目前大多数研究集中在均匀来流下海洋立管的流激振动问题,而忽略了非均匀周期脉动流体的干扰作用。但海洋中流体流动更多的是以复杂的非线性流动形式出现,如剪切流、振荡流以及海洋内波、漩涡等非均匀来流。到目前为止,关于这些问题的研究很少,但是它们又是海洋工程必须面对和解决的重要课题。因此本文以海洋立管为研究背景,采用高保真的数值模拟手段,对非均匀周期性脉动干扰下的立管（圆柱）动态绕流特性进行了研究。其主要研究成果包括:（1）基于Incompact3d高性能三维并行计算构架,研究了基于浸入边界的高保真流固耦合数值计算方法。其空间离散采用六阶紧致差分格式,时间推进采用二阶Adams-Bashforth格式。为满足不可压缩条件,用分步投影法求解压力泊松方程,并借助快速傅里叶变换在谱空间实现快速求解。对于流固耦合边界,采用直接浸入边界法（IBM）进行有效处理。并通过经典的圆柱绕流数值算例,验证了计算方法的可靠性。（2）研究了高雷诺数下,单圆柱绕流、串联双圆柱绕流以及复杂翼面结构绕流的三维高保真的流动模拟,并对绕流流动特点和升阻力曲线进行了详细分析。同时对不同间距下串联双圆柱绕流流动特性和受力变化进行了研究,证实了临界间距的存在。（3）由上游圆形前缘和尖锐后缘组成的翼面结构的正弦周期性摆动而产生非均匀周期性脉动流场干扰,对其形成的尾迹干扰流场的特点进行了分析。并进一步研究了翼面结构不同摆动频率和摆动幅值对下游尾流场中立管受力特性的影响,同时还对翼面结构和立管之间的不同间距和立管在Y方向上的摆放位置对其受力的影响进行了研究。发现随着间距由S/D=5增加到S/D=8的过程中,下游圆柱所受平均阻力系数变化较为明显由-0.25增至0.5;而翼面结构的摆动频率对下游立管升力的波动摆动幅值影响较大,随着频率的增加波动幅值会突降为之前的1/2左右;对于下游立管在Y方向的摆放位置的影响主要体现在两侧对称位置上。立管所受的平均阻力大小近似,方向相同,但是平均升力则是大小近似,方向却正好相反。
季欣洁[4]（2019）在《基于CFD方法的铰接塔式风力机动力性能研究》文中认为本文基于计算流体力学（CFD）方法,开发了一种基于重叠网格的数值波浪水池JI-NWT-FOAM,并将其与致动线模型（ALM）相结合,开发了一种海上风力机风-浪-流耦合动力响应的模拟程序JI-WWC-FOAM。研究了70m水深铰接塔式海上风力在各种环境载荷条件下的生存能力。本文研究工作对预报浅水铰接式风力机动力特性揭示其损伤机理具有理论与工程意义。基于OpenFOAM开源软件包,结合其中的Over Inter Dy FOAM求解器编写了数值波浪水池模拟程序。数值水池采用数值造波和海绵层消波模块,结合六自由度运动模块实现波浪下的动力响应模拟。通过监测数值水池不同位置处的波浪高度,验证了数值造波和数值消波的准确性,并由此对波浪作用及浪流共同作用下铰接式基础的动力响应进行了模拟和分析。基于数值水池模块,结合ALM模型编写气动载荷模块,将气动载荷模块与六自由度运动模块相耦合,实现风-浪-流耦合动力响应模拟。通过计算不同风速下NERL-5WM风力机所受到的气动推力和扭矩,与FAST软件计算结果进行对比,验证了气动模块计算的准确性,并由此使用风-浪-流耦合动力响应程序对铰接式海上风力机在多个发电海况下的动力响应进行了模拟和分析。利用数值水池模块,不考虑两相流影响,使用k-ωSST DDES湍流模型对不同来流速度下铰接式基础的涡激运动响应进行了模拟,分析了其在不同流速下的动力响应特性。研究结果表明,开发的数值水池程序和风-浪-流耦合动力响应程序均有效可行,可以实现精细的流场可视化效果。同时,70m铰接式海上风力机无论在波浪作用、海流作用、浪流共同作用还是风-浪-流耦合作用的情况下均表现出良好的动力性能,摇摆响应满足额定风速海况下正常发电的作业要求。
覃雯琪[5]（2019）在《柔性柱群流激振动特性及其振动抑制》文中研究指明柱群在海流作用下出现的流激振动（Flow-induced vibration,FIV）是导致结构疲劳损伤的重要因素。业界已广泛开展了对孤立单圆柱流激振动的研究,但对柔性双圆柱系统流激振动的特性还有待进一步的深入探究。本论文采用室内大尺度模型实验方法,通过改变圆柱间的间距,分析了雷诺数800-16000的范围内,12种不同空间排布下的双圆柱流激振动响应;通过在特定空间排布下的双圆柱系统内安装螺旋列板,分析了圆柱之间流场干涉作用对FIV抑制装置效果的影响。得到以下结论:（1）大长径比交错双圆柱的流激振动响应在横流向和顺流向上均有高模态、多模态共振的特点,且圆柱位移延轴向分布为驻波与行波结合的形式。（2）对于交错柔性双圆柱,上下游圆柱的流激振动都受到了复杂的流场干涉的影响。上游圆柱的位移响应和斯托劳哈尔数变化符合临近干扰的规律,下游圆柱的响应则是由临近与尾流相结合的流场干扰所主导。由于尾流干扰影响,下游圆柱位移响应受“尾流颤振”机制主导。（3）螺旋列板可以较好抑制交错上游圆柱流激振动响应,抑制效率受下游光滑或带抑制装置圆柱影响较小。对下游圆柱的振动抑制效率受上游尾流影响而下降,但没有出现串列排布下类似WIV（尾流弛振）的现象而引起结构位移激增。通过研究交错空间排布下的多圆柱流固耦合响应、机理以及相应抑制措施,本文为海洋立管和系泊缆线等深海细长柔性圆柱结构的流激振动抑制装置制造和设计提供理论基础和参考依据,对于实际工程有重大意义。
胡丹[6]（2019）在《地震和波浪荷载作用下海床-单桩相互作用研究》文中研究表明随着科学技术的进步,人类对海洋探索和对海洋资源开发的需求不断增长,海上风力发电机、海上钻井平台和跨海大桥等重大近海工程应运而生。桩基础作为近海结构物的主要基础形式,其承载力与耐久性是近海结构物设计与海洋岩土工程研究的重点之一。在地震和波浪等复杂环境荷载作用下,桩基周围海床内部超孔隙水压力和土骨架位移表现出周期性和循环累积特性,土体特性发生相应变化,进而降低桩基的承载性能;同时,海水与桩基相对运动所产生的动水压力作用在结构物上,影响了桩基的动力特性。因此,研究地震和波浪等复杂环境荷载作用下桩基础的动力响应对于近海结构物的设计有着重要的理论指导意义和工程应用价值。本文主要研究内容及结论如下:Biot理论及其简化形式被广泛应用于饱和海床的动力响应研究中,如“UP”方程、“SD”方程和“QS”方程。本文推导了Biot方程及其简化形式的频域解析解,通过对土体参数和激励参数（如渗透系数、激励频率等）的研究和对比分析,确定了不同简化模型的适用范围。研究表明,采用部分动力响应方程进行求解,能够在不影响计算精度的前提下,减小计算工作量及资源消耗。进一步基于“SD”方程推导了地震、波浪荷载单独作用下自由海床的动力响应,揭示了土体参数、地震频率、波浪周期等因素对弹性多孔介质海床动力响应的影响规律。在地震和波浪等循环荷载作用下,海床内部超孔隙水压力的累积导致海床土体强度弱化现象的发生。本文建立了考虑循环荷载作用下饱和软黏土刚度衰减以及动应力-应变非线性和滞回性的修正模型,基于饱和软黏土的室内动三轴试验结果,反演了土体的动力特性参数及软化特性参数。对FLAC3D进行二次开发,实现了该修正模型的程序化,与不同剪切应变幅值作用下的动三轴试验结果进行对比,验证了该修正模型的准确性与合理性。并基于该修正模型研究了地震荷载作用下饱和软黏土的自由场响应,将数值模型的计算结果与离心机试验结果进行对比分析,研究表明该修正模型能够较好地模拟地震荷载作用下的自由场海床动力响应。研究地震荷载作用下海床-桩基相互作用这一近场波动问题时,需要考虑无限域地基的波动辐射效应并在人工边界上完成地震动的输入。本文基于“SD”方程推导了适用于饱和多孔介质的地震动输入方法;针对FLAC3D内置吸收边界的局限性,提出了用FISH语言自定义吸收边界;进一步提出了结合地震动输入和黏性吸收边界的高精度人工边界方法。基于FLAC3D和MATLAB数值实现了本文提出的高精度人工边界方法,通过算例验证了本文提出的方法能够精确地描述地震动激励,同时有效地模拟半无限域海床地基的波动辐射响应,且显着提高了计算效率和计算精度。基于本文提出的高精度人工边界方法以及考虑循环荷载作用下土体软化特性的饱和软黏土刚度衰减模型,建立了考虑动水压力的海床-桩基耦合数值模型,探讨了动水压力对桩基动力响应的影响,结果表明考虑动水压力会增大桩基动力响应,但影响程度与输入的地震动特性有关;并进一步研究了桩基入水深度、海床厚度、桩抗弯刚度和地震烈度等因素对流体-桩基-海床相互作用机制的影响。研究表明地震烈度越大、水深越深,动水效应的影响越显着;考虑动水压力增强了土层的放大效应,且增大了桩抗弯刚度对土-结构物相互作用的影响。最后,建立了地震和波浪荷载联合作用下的桩基-海床耦合数值模型,讨论了波浪力对流体-桩基-海床相互作用机制的影响,主要影响因素包括波浪参数、地震烈度等。研究表明水-结构物相互作用或土-结构物相互作用对桩基动力响应的影响主要取决于地震烈度的大小,波浪参数如波高、水深、周期等对桩基位移反应的影响更为显着。
陈东阳[7]（2018）在《海洋柔性结构流固耦合动力学研究》文中提出流固耦合是航空、航天、船舶与海洋工程领域多物理场耦合研究中最重要、最具挑战的问题之一。流场与弹性结构相互作用会诱发许多不良现象（例如颤振、极限环振荡（LCO）、静变形、涡激振动（VIV）等）,这些现象可能引起结构破坏或疲劳损伤。流固耦合问题的高效求解对许多工程结构的设计和运行至关重要。随着计算机技术和数值方法的不断发展,流固耦合高保真仿真技术得到了大大提高,但计算代价依然很高,计算非常耗时,无法满足工程需求。因此,针对不同的流固耦合问题,建立高效的数学模型,提出工程实用的流固耦合快速建模和仿真方法具有重要意义。本文与以往的流固耦合建模方法的不同之处在于研究工作主要基于一种高效的动力学方法—多体系统传递矩阵法（MSTMM）展开,结合Theodorsen非定常流体理论、Van der Pol尾流振子模型以及计算流体力学（CFD）耦合计算结构力学（CSD）、有限元（FEM）等方法,建立了工程实用的流固耦合快速建模和仿真方法。在船舶与海洋工程领域,流固耦合问题普遍存在。对海洋柔性结构的流固耦合动力学研究具有重要的科学意义。为了研究海洋柔性结构流固耦合动力学中包含结构间隙非线性和流体非线性两类典型的流固耦合问题,以两种典型的海洋柔性结构（Ⅰ）包含结构间隙非线性的水下航行器舵系统和（Ⅱ）包含流体非线性的柔性立管系统为研究对象,基于本文建立的流固耦合快速建模和仿真方法,对水下航行器舵系统的振动特性、舵系统颤振模型的建模方法、动力学参数对舵系统颤振的影响规律、柱体结构的涡激振动机理和抑制方法、复合材料柔性立管振动特性及涡激振动响应等进行了深入的研究。为工程上类似的多刚柔体系统流固耦合问题的快速建模和仿真分析提供参考。本文主要研究成果如下:1、基于MSTMM推导了弯扭耦合梁模型,实现了舵系统动力学快速建模和仿真,计算了舵系统的振动特性,并与基于FEM的商业软件ANSYS的计算结果进行了对比分析;2、基于Theodorsen非定常流体理论和MSTMM建立了舵系统的线性颤振模型,并与文献仿真数据、软件仿真结果进行了对比分析,验证了模型的准确性。为工程上类似的多刚柔体结构系统流固耦合问题的快速建模和计算分析提供参考;3、为了研究包含结构间隙非线性的舵系统水弹性问题,提出了舵系统到二元颤振模型的建模方法。采用基于MSTMM得到的舵系统的纯弯、纯扭频率,建立舵系统的二元线性、非线性颤振模型。通过与CFD/FEM双向耦合模型、文献实验数据及文献仿真数据对比分析,验证了二元颤振模型建模方法的合理性。然后,研究了舵系统的动力学参数对舵系统线性颤振和极限循环振荡的影响规律,为舵系统的结构减振设计提供理论支撑;4、针对海洋柔性结构流固耦合动力学的另一类问题,即包含流体非线性的流固耦合问题。以柱体结构的涡激振动问题为研究对象,分别基于Van der Pol尾流振子模型和CFD/CSD模型（基于CFD软件二次开发和嵌套网格技术）建立了柱体结构的流固耦合动力学模型,并与文献实验数据对比,验证了模型的可行性。同时,对比分析了两种数值模型的优缺点,研究了不同工况下柱体受力系数、振动幅值以及尾流漩涡脱落模式等变化规律,揭示了柱体结构的涡激振动机理;在此基础上,基于CFD/CSD模型研究了非线性能量阱（Nonlinear energy sink,NES）对于柱体结构涡激振动响应的影响规律及抑制效果;5、基于MSTMM建立了复合材料立管的动力学模型,计算得到了复合材料立管的振动特性;然后,基于MSTMM/Van der Pol建立复合材料柔性立管的流固耦合动力学模型,探讨了刚性接头的个数、立管长度、顶张力、来流分布对复合材料柔性立管流固耦合动力学特性的影响规律。最后基于CFD/CSD双向流固耦合的方法建立了带有螺旋列板的短立管流固耦合动力学模型,计算了不同结构参数的螺旋列板对短立管涡激振动的抑制效果。所有模型都与国外文献实验或仿真数据对比,验证了模型的准确性。为工程上快速预测海洋软管的振动特性、涡激振动特性及设计涡激振动抑制装置提供参考方法。
王全[8]（2017）在《粘性对深水海洋结构物垂荡性能影响的研究》文中认为随着能源需求的不断增加,恶劣海况下的深水油气资源开发已经成为目前能源开采利用的发展趋势。为满足深海开采的要求,众多新型深水海洋结构物,如立柱式平台（Spar platform,简称Spar）,张力腿平台（Tension Leg Platform,简称TLP）,浮式生产储卸装置（Floating Production Storage and Offloading,简称FPSO）等,随着油气资源开采深度的加深而相继涌现。处于作业海域的浮式海洋结构物,在波浪力的作用下,易产生较大的垂荡响应。浮式结构物的垂荡运动性能关系到钻井、采油等作业设备的选取,并影响立管、钻杆和系泊安全以及结构物的操作性能,对结构物的经济环保建造和安全高效运行至关重要。海洋浮式结构物的垂荡运动性能主要受两方面因素的影响:结构物垂荡运动自身的固有周期和垂荡运动过程中的水动力阻尼。结构物垂荡的固有周期不仅由结构物自身的质量分布决定,也受垂荡运动中的附加质量影响。结构物垂荡运动的水动力阻尼主要由波浪辐射阻尼和粘性阻尼组成。波浪辐射阻尼主要影响结构物的一阶运动,相对应的阻尼系数可以通过势流理论中的波浪辐射问题求解得到。结构物垂荡运动的粘性阻尼由摩擦阻尼和形状阻尼组成,其中摩擦阻尼是由结构近壁面的粘性剪切力引起,形状阻尼是由结构锐边处的流体分离和漩涡结构的脱落引起。传统的势流理论对结构物垂荡运动附加质量及波浪辐射阻尼的研究和预报己较成熟,但对粘性起主要作用的波浪粘性阻尼的研究,粘性对附加质量和辐射阻尼影响的研究,粘性作用下结构物周围流场变化和相应物理机理揭示的研究,以及粘性对结构物垂荡运动性能的研究尚有大量的工作需要进行。本论文在较为系统调研圆盘、立柱和底部附加圆盘结构的立柱垂荡（轴向）运动国内外研究现状的基础上,针对底部附加圆盘结构立柱轴向振动流场的物理模型及数值计算模型特点,选取了适合的数值模型（控制方程及边界条件）,采用高阶迎风格式对计算模型进行数值离散求解,利用多重网格技术加速迭代收敛过程,详细推导了结构物水动力系数的求解方法,结合数值求解得到的流场变化信息,较为充分地揭示了流场的变化机理,并以此为基础较系统地分析了所研究对象（底部附加圆盘结构立柱轴向振动）的水动力性能,主要的研究内容和结论如下:分析比较了船型FPSO与圆筒型FPSO的优缺点,针对圆筒型FPSO亟需解决垂荡运动幅值过大的技术难题,结合立柱结构底部附加圆盘结构对立柱垂荡运动阻尼的明显增强作用,集中研究粘性作用下舭部阻尼增强装置对圆筒型FPSO垂荡运动性能的改善作用。研究了附加圆盘结构几何尺寸,即,圆盘径比Dd/Dc和厚度比td/Dc对垂荡结构周围流场,附加质量Ca和阻尼系数Z的影响,并针对不同附加圆盘结构下平台的垂荡运动响应,给出工程上可行的改进方案。开发三维CFD程序,对底部附加圆盘结构立柱轴向振动流场进行了较为详尽的数值模拟研究。通过三维数值模拟结果与基于轴对称假定的二维数值模拟结果的比较,分析三维涡旋分量的强度大小进而揭示了流场的三维效应。流场的三维效应主要反应在三种涡脱模式的强度大小:ωx最强,ωy次之,ωz最弱。具体来讲,圆盘上下边缘周围ωx的影响区域要比ω2D大;沿立柱径向的涡旋分量ωy要小于沿立柱周向的涡旋分量ωx,即圆盘边缘附近,流体的周向速度变化要大于径向速度变化;三维涡旋在水平面上的投影ωz的作用几乎可以忽略,尽管水平面流体的对流作用确实影响了涡旋的变化和水动力系数的数值。系统分析了附加圆盘结构几何参数Dd/Dc、td/Dc等,对流场水动力表现尤其是三维效应的参数依赖作用。揭示出三维计算结果的水动力系数Ca3D和Z3D相对二维简化计算结果Ca2D和Z2D的两种增长模型:线性增长模式和（伪）定常增长模型,并以特定的KC数,即转捩点作为分界点。利用开发的CFD程序对均匀及振荡来流作用下底部附加圆盘结构立柱轴向振动的流场变化和水动力系数分布进行了数值模拟研究。揭示了流场变化及涡旋脱落过程中结构向周围流场的能量传递的物理机理,在此基础上对立柱的水动力系数Ca和Z的分布进行了细致的揭示解释,并重点研究了结构几何参数Dd/Dc对Ca和Z分布规律的影响。在所研究的参数范围（KC=0.1～1.0,β=89236）内,均匀来流加速了圆盘边缘处脱落的涡旋结构的脱落频率,为单纯垂荡运动时的2倍。结构向周围流场的能量发放速度加强,对Ca和Z起到了增强作用。均匀来流的增强作用使得Ca在KC区间内趋于平缓,而Z表现为依Vr而变化的绝对增加。在均匀来流作用下,当圆盘径比Dd/Dc=2.00时,系统的形状阻尼率Z1和总阻尼率的来流定常修正量Z00表现出与Dd/Dc为1.25、1.50和1.75时不同的异常波动,初步解释为来流作用下系统周围涡旋脱落频率与系统自振频率共振作用的结果。研究中同时发现均匀来流作用下,系统总阻尼率定常修正量Z00的比例系数k00对折合速度Vr和圆盘径比Dd/Dc的依赖性,并非前人在单一实验模型中所认为的仅由Vr决定。较为系统地分析了振荡流作用下底部附加圆盘结构轴向振动流场的特点,在对其流场物理机理进行揭示的基础上,分析了振荡流对底部附加圆盘结构轴向振动水动力系数Ca和Z的影响,并结合流场机理细致分析了振荡流对系统形状阻尼系数及系统总阻尼定常修正量的作用效果。利用Fourier积分方法,结合Morison公式和垂荡阻尼的线性化公式,详细推导了振荡流作用下系统垂荡运动的附加质量系数Ca,osci.,阻尼系数Cd,osci.,线性阻尼系数Bosci.和线性阻尼率Zosci.的求解公式。在上述理论公式推导过程中,为保证积分的可行性,假定振荡流频率ω′与垂荡频率成倍数关系ω=nω′。受限于计算资源,未能对n>2的情况进行详细的数值模拟研究,但本论文提供的研究方法为后续的系统研究提供思路和方法。
吴武刚[9]（2017）在《深水顺应式垂直通路立管力学特性及优化研究》文中研究指明近年来,随着科学技术的进步,人们对海洋油气资源的勘探开发已然从浅海走向深海甚至超深海。作为海上油气生产的大动脉,立管系统在海洋油气资源开发中占着举足轻重的地位。目前在役的深水平台经常采用的立管形式主要有顶张力立管、钢悬链线立管和柔性立管,顶张力立管顺应性较差适用深水有限,钢悬链立管触地点处的疲劳问题突出,而柔性立管的造价成本昂贵且不适应内部高温高压的生产条件,因此急需一种概念新颖的立管形式。顺应式垂直通路立管是目前处于研究刚起步的立管形式,它不仅具有较好的顺应性,又由于其垂直连接油井,可以直接从浮式平台上执行对油井的多种操作,大大节约了作业成本。本文首先推导了顺应式垂直通路立管的力学模型,基于虚功原理和变分原理,采用更新的朗格朗日坐标系,充分考虑了立管的几何非线性,并参考内部流体对圆管形构件的作用,将流过立管内部的高温高压流体引入到力学模型中;根据所建立的力学模型,设计并编制MATLAB静力分析有限元程序。然后采用多岛遗传算法以应力幅值和减重为目标对立管结构参数展开多目标优化研究,并用非支配排序遗传算法求得优化问题的Pareto前沿。最后基于第一次优化的Pareto前沿对浮力块参数展开以优化应力和减小浮力块总体积为目标的进一步优化设计。研究表明,本文建立的力学模型能够用来分析顺应式垂直通路立管的力学特性,立管的两端和浮力块区域属于高应力区,海流和浮式平台的偏移对立管的几何位形和应力影响显着,在其他条件不变情况下,浮力块宜布置在立管靠下区域;内流的作用主要表现在立管的有效张力上,随着流速的增加,立管有效张力减少,对于处于深水的CVAR易被激发高阶模态振动;引入精英机制的多岛遗传算法性能优良,种群多样性较好不会使种群朝着局部最优方向进化,并且能很快使问题收敛于最优解;立管经过两次优化设计以后,达到了使立管减重和降低过渡段浮力块总体积的目标,CVAR几何构型得到明显改善,立管的最大应力也有所降低,尤其是高应力区的关键节点处,应力和应力幅值均降低明显;本文采用的非支配排序遗传算法能够快速准确的求得立管优化问题的Pareto前沿,为决策者提供更多的优化结果选择。
李伟[10]（2017）在《基于波激和涡激Spar平台垂荡—横摇—纵摇非线性动力响应特性研究》文中认为世界范围内海洋油气的勘探和开发从浅海逐渐向深海过渡。作为深海油气开发的一种重要的浮式结构,Spar平台自诞生之日起就受到人们的广泛关注。深海Spar平台由于其广泛的深水适应性,良好的水动力性能以及较低的工程造价,在深海油气的开采中得到越来越广的应用。近些年来Spar平台非线性运动稳定性和耦合动力响应成为目前海洋工程学科的前沿课题,也是我国发展南海深水油气开发的重要战略课题。本文根据非线性动力学基本理论,采用解析分析、数值模拟和模型试验的方法,研究了波激和涡激联合作用下Spar平台的非线性运动响应,对Spar平台的失稳机理和各种共振条件下的非线性动力特性进行了系统深入的研究。主要工作如下:（1）本文首先概述了世界范围内深海油气勘探和开发的进展和总体趋势,指出了Spar平台在深海油气开发中的重要地位,然后回顾了Spar平台的发展历史,介绍Spar平台总体结构形式和性能,最后总结了国内外关于Spar平台关键问题的研究现状,引出本文的主要研究方向和研究的关键性问题。（2）根据刚体动力学理论推导了一般浮体的六自由度动力学基本数学模型,考虑时变的湿表面以及平台垂荡、横摇和纵摇三个模态的非线性耦合作用,推导了Spar平台非线性回复刚度。在垂荡和纵摇模态考虑一阶波浪载荷,横摇模态考虑涡激载荷,建立了Spar平台垂荡、横摇和纵摇三自由度耦合运动方程。根据三维势流理论计算了平台垂荡和纵摇模态的一阶波载荷传递函数,根据计算流体动力学理论,计算了平台横摇模态涡激力矩,为之后的理论分析和数值计算打下基础。（3）研究了垂荡主共振时,Spar平台垂荡、横摇和纵摇的耦合内共振响应特性。针对Spar平台垂荡、横摇和纵摇固有频率的准2:1:1关系,采用多尺度法求得了当入射波浪频率接近平台垂荡固有频率时的一阶摄动解,通过数值积分验证了近似解析解的准确性,对一阶摄动解的稳定性和局部分岔特性进行了研究,并针对阻尼系数和调谐因子做了敏感性分析,结果表明当发生内共振时,垂荡模态存在能量饱和现象,垂荡模态多余的能量首先向纵摇模态转移,然后向横摇模态转移,引起大幅的1/2亚谐横摇和1/2亚谐纵摇运动。横摇和纵摇模态能量的分配与初始状态以及阻尼有关。由于低频涡激载荷的影响,横摇模态响应更为复杂,二阶摄动解的某些成分被激起,发生概周期运动。（4）研究了横摇主共振时,Spar平台垂荡、横摇和纵摇的耦合内共振响应特性。采用多尺度法求得当涡激频率接近平台横摇固有频率时运动方程的一阶摄动解,并通过数值模拟方法对解析解进行验证。通过对一阶摄动解的稳定性和局部分岔分析,确定了发生内共振时的两种形式:当涡激力较小时,没有饱和现象,只引起了垂荡-横摇模态的内共振响应,横摇模态以涡激频率做非线性强迫运动,垂荡模态出现2倍超谐垂荡运动,纵摇运动没有被激起;当涡激力幅值足够大时,纵摇模态的运动会被激起,此时发生垂荡、横摇和纵摇耦合内共振响应,此时垂荡模态出现饱和现象,能量向横摇和纵摇模态转移,引起大幅的横摇和纵摇运动。随着阻尼系数和调谐因子的增大,能量渗透变得越来越困难。（5）研究了Spar平台垂荡、横摇和纵摇组合共振响应特性。采用多尺度法求出了当波浪频率接近垂荡与横摇固有频率之和时运动方程的近似解析解,通过数值模拟对结果进行了验证,并对一阶摄动解的结果进行了局部分岔和混沌分析。研究发现,纵摇波浪力矩是导致平台出现组合共振的主要原因。从响应波浪力幅值分岔图上可以看到,纵摇波浪力矩的增大,导致Spar平台局部发生分岔现象,当纵摇波浪力较小时,发生稳态的垂荡-纵摇组合共振运动,垂荡模态出现2/3亚谐垂荡运动,纵摇模态出现大幅的1/3亚谐纵摇运动,横摇模态运动没有被激起。当纵摇波浪力矩足够大时,横摇模态运动被激起,此时发生不稳定的垂荡-横摇-纵摇混沌运动。增大阻尼系数可以有效的减小不稳定区域,防止发生大幅的混沌运动。（6）对波流联合作用下Spar平台非线性耦合运动特性进行了模型试验,分别进行了静水中的自由衰减试验、规则波中的三自由度非线性运动试验、涡激运动试验以及波流联合作用下非线性运动试验。对前述理论分析和数值模拟的结果进行了试验验证,验证了不同共振条件下Spar平台的各种非线性运动行为和能量渗透关系,确定了导致平台发生失稳的不稳定图谱,研究了平台发生非线性耦合运动时涡激载荷对平台各模态的影响。
二、海底铰接柱体结构动力反应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海底铰接柱体结构动力反应（论文提纲范文）
（1）含内流海洋立管双向涡激振动特性及疲劳寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 存在的主要问题 |
| 1.3 研究内容、方法和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 本文研究技术路线 |
| 1.4 研究的创新 |
| 2 海洋立管涡激振动研究综述 |
| 2.1 涡激振动基本原理研究综述 |
| 2.1.1 涡激振动机理分析 |
| 2.1.2 圆柱体与尾流之间相互作用研究 |
| 2.1.3 与流体有关的参数 |
| 2.1.4 与结构有关的参数 |
| 2.1.5 与流固耦合有关的参数 |
| 2.2 立管内流流体研究综述 |
| 2.2.1 科氏力 |
| 2.2.2 二次流 |
| 2.3 单自由度与双自由度涡激振动研究综述 |
| 2.3.1 单自由度涡激振动 |
| 2.3.2 双自由度涡激振动 |
| 2.3.3 尾流振子模型 |
| 2.4 立管疲劳寿命计算方法研究综述 |
| 2.4.1 S-N曲线 |
| 2.4.2 Palmgren-Miner定律 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含内流海洋立管双自由度涡激振动耦合模型 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 含内流立管涡激振动控制方程的建立 |
| 3.2.1 立管结构运动控制理论 |
| 3.2.2 考虑内流的立管涡激振动控制方程建立 |
| 3.3 含内流立管双自由度流固耦合模型的建立 |
| 3.3.1 立管振动控制方程 |
| 3.3.2 尾流振子模型 |
| 3.3.3 流固耦合模型 |
| 3.4 流固耦合模型求解 |
| 3.4.1 有限元离散及矩阵形成 |
| 3.4.2 结构阻尼矩阵求解 |
| 3.4.3 算法求解流程 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.5.1 涡激振动试验 |
| 3.5.2 模型计算与试验数据对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 立管内流流动分析及双自由度涡激振动特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 内流作用下海洋立管涡激振动特性研究 |
| 4.2.1 不同内流对立管顶张力的影响 |
| 4.2.2 不同内流与立管长度关系研究 |
| 4.2.3 不同内流对立管各阶频率的影响 |
| 4.3 立管单自由度涡激振动特性分析 |
| 4.3.1 海流流速对立管横向涡激振动的影响 |
| 4.3.2 内外流共同作用对立管横向涡激振动的影响 |
| 4.3.3 顶张力对立管横向涡激振动的影响 |
| 4.4 立管双自由度涡激振动特性分析 |
| 4.4.1 海流流速对立管双自由度的影响 |
| 4.4.2 内外流共同作用对立管双自由度的影响 |
| 4.4.3 顶张力对立管双自由度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多因素影响下的立管疲劳寿命研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 立管的疲劳分析 |
| 5.2.1 疲劳破坏的特点 |
| 5.2.2 疲劳计算方法介绍 |
| 5.2.3 海洋立管疲劳破坏分析 |
| 5.3 含内流海洋立管疲劳寿命计算 |
| 5.3.1 立管疲劳应力计算 |
| 5.3.2 立管疲劳寿命计算 |
| 5.4 海洋立管疲劳寿命研究 |
| 5.4.1 立管单自由度涡激振动疲劳寿命研究 |
| 5.4.2 立管双自由度涡激振动疲劳寿命研究 |
| 5.5 提高疲劳寿命的建议 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）波—流耦合作用下悬浮隧道合理断面型式研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水中悬浮隧道的概念及特点 |
| 1.1.1 水中悬浮隧道的概念 |
| 1.1.2 水中悬浮隧道的特点 |
| 1.2 水中悬浮隧道的发展概况及研究现状 |
| 1.2.1 水中悬浮隧道的发展概况 |
| 1.2.2 水中悬浮隧道数值仿真研究现状 |
| 1.2.3 水中悬浮隧道模型试验研究现状 |
| 1.2.4 研究现状存在的问题 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容及方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第二章 悬浮隧道作用荷载及计算理论 |
| 2.1 主要作用荷载 |
| 2.2 波浪理论及适用性分析 |
| 2.2.1 线性波(小振幅波)理论 |
| 2.2.2 非线性波(有限振幅波)理论 |
| 2.2.3 规则波理论的适用性 |
| 2.2.4 随机波浪理论 |
| 2.3 波浪力的计算 |
| 2.3.1 计算方法的适用性 |
| 2.3.2 Morison方程 |
| 2.3.3 海洋管道的波浪力(Morison方程修正) |
| 2.4 洋流作用效应 |
| 2.4.1 势流理论 |
| 2.4.2 绕流升力 |
| 2.4.3 涡激振动 |
| 2.5 考虑波流叠加作用的流固耦合理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于波动特性的悬浮隧道结构选型试验 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验模型设计及相似准则 |
| 3.2.1 试验断面设计 |
| 3.2.2 试验比尺设计 |
| 3.2.3 模型相似设计 |
| 3.3 试验设备及仪器 |
| 3.3.1 风浪综合水槽 |
| 3.3.2 传感器及数据采集系统 |
| 3.4 试验内容及方法 |
| 3.4.1 管段模型 |
| 3.4.2 模型试验方法 |
| 3.4.3 试验参数及工况 |
| 3.4.4 试验过程 |
| 3.5 试验结果分析 |
| 3.5.1 管段压强分析 |
| 3.5.2 管段波浪力分析 |
| 3.5.3 锚索受力状态分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 波-流耦合作用下的悬浮隧道结构响应数值仿真 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 波流叠加的流固耦合理论 |
| 4.3 流固耦合数值仿真 |
| 4.3.1 数值仿真步序 |
| 4.3.2 模型的建立 |
| 4.3.3 仿真参数及工况 |
| 4.4 仿真计算结果分析 |
| 4.4.1 波高的影响分析 |
| 4.4.2 流速的影响分析 |
| 4.5 数值仿真与模型试验的对比分析 |
| 4.5.1 管段压强对比 |
| 4.5.2 波浪力与关键自由度参数对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及取得的学术成果 |
（3）非均匀周期性脉动干扰下海洋立管水动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 海洋立管研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 计算流体动力学 |
| 1.4.1 雷诺平均法(RANS) |
| 1.4.1.1 雷诺应力模型 |
| 1.4.1.2 涡粘模型 |
| 1.4.2 大涡模拟 |
| 1.4.3 直接数值模拟 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 控制方程与数值算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 时间离散 |
| 2.2.2 对流项和粘性项的空间离散 |
| 2.2.2.1 谱方法和伪谱方法 |
| 2.2.2.2 有限差分方法 |
| 2.2.2.3 边界条件的处理 |
| 2.2.3 压力项的空间离散 |
| 2.3 直接力浸入边界方法 |
| 2.4 升力阻力的求解 |
| 2.5 Incompact3d框架 |
| 2.5.1 代码结构 |
| 2.5.2 代码的并行策略 |
| 2.6 单方向网格拉伸 |
| 2.7 代码运行环境 |
| 2.8 代码后处理 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 钝体绕流动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单圆柱绕流数值模拟 |
| 3.2.1 模拟参数设置 |
| 3.2.2 模拟结果分析 |
| 3.3 串联双圆柱绕流数值模拟 |
| 3.3.1 模拟参数设置 |
| 3.3.2 模拟结果分析 |
| 3.4 翼面结构数值模拟 |
| 3.4.1 翼面结构和模拟参数设置 |
| 3.4.2 模拟结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 周期性脉动干扰下海洋立管水动力特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 周期性摆动翼面结构的动态绕流 |
| 4.2.1 模拟参数设置 |
| 4.2.2 模拟结果分析 |
| 4.3 周期性脉动尾流场中不同因素对立管水动力特性的影响 |
| 4.3.1 模拟参数设置 |
| 4.3.2 水平间距的影响 |
| 4.3.3 摆动频率的影响 |
| 4.3.4 摆动幅值的影响 |
| 4.3.5 立管纵向位置的影响 |
| 4.3.6 雷诺数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 附录 B |
（4）基于CFD方法的铰接塔式风力机动力性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 海上风电的优势 |
| 1.1.2 铰接式海上风力机的优势 |
| 1.1.3 铰接式海上风力机设计面临的挑战 |
| 1.2 铰接式海上风力机研究现状 |
| 1.3 海上结构物动力性能分析方法研究现状 |
| 1.3.1 模型实验研究及国内外研究现状 |
| 1.3.2 风力机气动性能分析方法及国内外研究现状 |
| 1.3.3 海上风力机水动力特性分析方法及国内外研究现状 |
| 1.3.4 风力机基础涡激运动特性分析方法及国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 本文创新点 |
| 第2章 研究理论和方法 |
| 2.1 铰接式海上风力机动力响应模拟思路 |
| 2.2 CFD基本理论 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 VOF两相流方法 |
| 2.2.3 离散方法 |
| 2.2.4 重叠网格理论 |
| 2.3 数值水池模块 |
| 2.3.1 六自由度运动模拟方法 |
| 2.3.2 数值造波方法 |
| 2.3.3 数值消波方法 |
| 2.3.4 浪高监测方法 |
| 2.4 致动线模块理论 |
| 2.5 程序总体结构 |
| 第3章 铰接式基础水动力性能研究 |
| 3.1 铰接塔式风力机系统 |
| 3.1.1 铰接式基础及风力机参数 |
| 3.1.2 计算域布置及网格划分 |
| 3.2 数值波浪水池程序验证 |
| 3.2.1 造波消波功能验证 |
| 3.2.2 网格敏感性分析 |
| 3.2.3 自由衰减特性 |
| 3.3 计算海况选取 |
| 3.4 波浪作用对铰接式基础动力响应的影响 |
| 3.4.1 摇摆响应特性分析 |
| 3.4.2 摇摆力矩分析 |
| 3.4.3 流场分析 |
| 3.5 浪流共同作用对铰接式基础动力响应的影响 |
| 3.5.1 摇摆响应特性分析 |
| 3.5.2 摇摆力矩分析 |
| 3.5.3 流场分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铰接式海上风力机风-浪-流耦合动力响应研究 |
| 4.1 气动模块验证 |
| 4.1.1 计算域布置及网格划分 |
| 4.1.2 计算风速选取 |
| 4.1.3 计算结果对比与分析 |
| 4.1.4 风力机尾流场分析 |
| 4.1.5 风力机速度场分析 |
| 4.2 风-浪-流耦合计算域布置及网格划分 |
| 4.3 计算海况选取 |
| 4.4 风浪流耦合作用下铰接式风力机的动力响应 |
| 4.4.1 摇摆响应特性分析 |
| 4.4.2 摇摆力矩分析 |
| 4.4.3 风力机尾流场分析 |
| 4.4.4 风力机速度场分析 |
| 4.4.5 波浪场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铰接式基础涡激运动研究 |
| 5.1 计算设置 |
| 5.1.1 计算域布置及网格划分 |
| 5.1.2 网格敏感性分析 |
| 5.2 计算海况选取 |
| 5.3 来流速度对铰接式基础动力响应的影响 |
| 5.3.1 横向摇摆响应特性分析 |
| 5.3.2 纵向摇摆响应特性分析 |
| 5.3.3 运动轨迹分析 |
| 5.3.4 横向动力作用特性分析 |
| 5.3.5 纵向动力作用特性分析 |
| 5.3.6 流场分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）柔性柱群流激振动特性及其振动抑制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 柱群流激振动研究现状 |
| 1.2.1 柱群流激振动响应研究现状 |
| 1.2.2 柱群流激振动抑制研究现状 |
| 1.3 本文主要工作及创新性 |
| 第2章 柱体流激振动原理 |
| 2.1 涡街产生机理 |
| 2.2 流体对圆柱作用力 |
| 2.3 流激振动主要影响参数 |
| 2.4 柱体流激振动基本特性 |
| 2.4.1 单圆柱流激振动特性 |
| 2.4.2 多柱体流激振动特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 实验设计及数据处理方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置 |
| 3.3 光滑双圆柱实验工况 |
| 3.4 带抑制装置双圆柱实验工况 |
| 3.5 自由衰减实验 |
| 3.6 实验数据处理 |
| 3.6.1 滤波方法 |
| 3.6.2 位移重构方法 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 交错双圆柱流激振动响应特性分析 |
| 4.1 横流向流激振动响应 |
| 4.2 顺流向流激振动响应 |
| 4.3 尾流颤振现象(Wake-induced flutter) |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 螺旋列板对交错双圆柱FIV抑制效果分析 |
| 5.1 单抑制圆柱系统 |
| 5.1.1 上游圆柱带螺旋列板 |
| 5.1.2 下游圆柱带螺旋列板 |
| 5.2 双抑制圆柱系统 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.1.1 交错光滑圆柱流激振动 |
| 6.1.2 螺旋列板对交错圆柱流激振动的抑制 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）地震和波浪荷载作用下海床-单桩相互作用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 地震和波浪荷载作用下海床动力响应研究 |
| 1.2.1 海床模型 |
| 1.2.2 自由场海床动力响应研究 |
| 1.2.3 海床土体软化特性研究 |
| 1.3 海床-桩基动力相互作用研究 |
| 1.3.1 半无限域海床地基模拟 |
| 1.3.2 地震动输入方法 |
| 1.4 地震和波浪荷载作用下结构物动力响应研究 |
| 1.4.1 流体-结构物相互作用 |
| 1.4.2 流体-结构物-海床相互作用 |
| 1.5 本文的关键问题和研究内容 |
| 1.5.1 本文的关键问题 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 地震和波浪荷载作用下弹性多孔介质海床动力响应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Biot方程及其简化形式的适用性研究 |
| 2.2.1 Biot理论基本方程 |
| 2.2.2 Biot方程的简化形式 |
| 2.2.3 Biot方程及不同简化形式的频域解析解 |
| 2.2.4 不同简化形式的适用范围 |
| 2.2.5 算例验证 |
| 2.3 地震荷载作用下海床动力响应研究 |
| 2.3.1 海床响应的解析解 |
| 2.3.2 激励频率影响 |
| 2.3.3 渗透系数影响 |
| 2.3.4 海床厚度影响 |
| 2.3.5 固相可压缩系数影响 |
| 2.4 波浪荷载作用下海床动力响应研究 |
| 2.4.1 海床响应的解析解 |
| 2.4.2 波浪周期影响 |
| 2.4.3 渗透系数影响 |
| 2.4.4 海床厚度影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 循环荷载作用下海床的刚度衰减模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 饱和软黏土刚度衰减模型 |
| 3.2.1 动应力-应变关系 |
| 3.2.2 土动力特性参数的确定 |
| 3.2.3 土体循环软化特性 |
| 3.3 本构模型二次开发及模型验证 |
| 3.3.1 本构模型的二次开发 |
| 3.3.2 动三轴室内试验结果验证 |
| 3.4 离心机模型试验验证 |
| 3.4.1 离心机模型试验 |
| 3.4.2 自由场响应对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 结合地震动输入的高精度人工边界方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 固体介质中等效地震动输入方法对比 |
| 4.2.1 基于黏弹性人工边界的地震动输入方法 |
| 4.2.2 区域缩减法 |
| 4.2.3 地震动输入方法对比 |
| 4.3 饱和多孔介质中等效地震动输入方法研究 |
| 4.3.1 “SD”动力方程空间离散 |
| 4.3.2 适用于饱和多孔介质的人工边界子结构法 |
| 4.3.3 适用于饱和多孔介质的区域缩减法 |
| 4.3.4 地震动输入方法对比 |
| 4.4 饱和多孔介质吸收边界 |
| 4.4.1 FLAC3D中内置吸收边界 |
| 4.4.2 FLAC3D内置吸收边界的可行性分析 |
| 4.4.3 自定义人工边界 |
| 4.5 高精度人工边界方法 |
| 4.5.1 大尺寸模型验证 |
| 4.5.2 离心机模型试验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 考虑动水压力的地震荷载作用下单桩动力响应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 流体-桩基-海床相互作用模拟 |
| 5.2.1 地震动水压力计算 |
| 5.2.2 桩基-海床相互作用模拟 |
| 5.2.3 数值模型的建立 |
| 5.3 地震作用下动水效应影响研究 |
| 5.3.1 地震波的选取 |
| 5.3.2 动水效应影响研究 |
| 5.4 参数分析 |
| 5.4.1 水深影响 |
| 5.4.2 桩抗弯刚度影响 |
| 5.4.3 海床厚度影响 |
| 5.4.4 地震烈度影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 地震和波浪荷载作用下单桩动力响应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 小尺度结构物波浪力计算 |
| 6.2.1 Morison方程 |
| 6.2.2 Stokes五阶波浪理论 |
| 6.2.3 波浪力验算 |
| 6.3 波浪荷载单独作用下桩基动力响应分析 |
| 6.3.1 波浪周期影响 |
| 6.3.2 波浪水深影响 |
| 6.3.3 波高影响 |
| 6.4 地震和波浪荷载联合作用下桩基动力响应分析 |
| 6.4.1 波浪周期和地震烈度的影响 |
| 6.4.2 波浪水深和地震烈度的影响 |
| 6.4.3 波高和地震烈度的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文研究成果 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表文章 |
（7）海洋柔性结构流固耦合动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 流固耦合问题研究现状 |
| 1.3 水下航行器舵系统的研究现状 |
| 1.4 海洋立管涡激振动的研究现状 |
| 1.5 海洋柔性结构流固耦合研究存在的问题及解决方法 |
| 1.6 论文的主要研究内容 |
| 2 流固耦合问题的基本理论与方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 多体系统动力学求解方法 |
| 2.2.1 多体系统传递矩阵法(MSTMM)基本理论 |
| 2.2.2 有限元法(FEM)基本理论 |
| 2.3 流体载荷求解方法 |
| 2.3.1 Theodorsen非定常流体理论 |
| 2.3.2 Van der Pol尾流振子模型 |
| 2.3.3 计算流体力学(CFD)理论 |
| 2.4 流固耦合问题研究的基本方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 水下航行器舵系统振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于MSTMM的舵系统建模 |
| 3.2.1 弯扭耦合梁建模 |
| 3.2.2 舵系统动力学模型 |
| 3.3 舵系统动力学参数确定方法 |
| 3.3.1 舵系统FEM建模 |
| 3.3.2 基于FEM的模型验证分析 |
| 3.3.3 基于FEM舵系统网格无关性验证 |
| 3.3.4 舵系统弯曲、扭转刚度参数获取 |
| 3.4 基于MSTMM的舵系统振动特性仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 水下航行器舵系统水弹性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MSTMM的舵系统水弹性计算 |
| 4.2.1 基于MSTMM的舵系统线性颤振模型频域分析 |
| 4.2.2 基于MSTMM的舵系统线性颤振模型时域分析 |
| 4.2.3 模型验证 |
| 4.2.4 基于MSTMM的舵系统水弹性计算结果分析 |
| 4.3 结构参数和间隙非线性对舵系统水弹性的影响规律研究 |
| 4.3.1 基于MSTMM的舵系统二元颤振模型建模方法和参数获取 |
| 4.3.2 舵系统的二元颤振模型建模 |
| 4.3.3 舵系统二元颤振模型建模合理性验证 |
| 4.3.4 计算结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 柱体结构涡激振动机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维弹性支撑柱体涡激振动(VIV)动力学模型 |
| 5.2.1 基于Van der Pol尾流振子模型的弹性支撑柱体VIV模型 |
| 5.2.2 基于CFD/CSD模型的弹性支撑柱体VIV建模与二次开发研究 |
| 5.3 二维弹性支撑柱体VIV机理研究 |
| 5.3.1 基于Van der Pol模型的弹性支撑柱体VIV模型计算结果 |
| 5.3.2 基于CFD/CSD模型的弹性支撑柱体VIV模型计算结果 |
| 5.4 NES作用下的2-DOF柱体涡激振动现象及机理研究 |
| 5.4.1 NES作用下的2-DOF柱体涡激振动模型 |
| 5.4.2 NES对2-DOF柱体涡激振动的影响研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 海洋立管涡激振动研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于Van der Pol/MSTMM的RTP立管涡激振动研究 |
| 6.2.1 RTP立管动力学特性建模 |
| 6.2.2 RTP立管涡激振动的动力学方程 |
| 6.2.3 振动特性及涡激振动模型验证 |
| 6.2.4 RTP立管等效刚度计算 |
| 6.2.5 RTP立管涡激振动特性分析 |
| 6.3 基于CFD/FEM安装螺旋列板的立管涡激振动研究 |
| 6.3.1 基于CFD/FEM双向耦合的立管涡激振动模型验证 |
| 6.3.2 安装有螺旋列板的立管涡激振动响应研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 论文结论与展望 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 UDF程序 |
| 附录2 攻读博士期间取得的成果 |
（8）粘性对深水海洋结构物垂荡性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 粘性对深水浮式结构物垂荡性能影响的国内外研究现状 |
| 1.2.1 立柱结构 |
| 1.2.2 圆盘结构 |
| 1.2.3 立柱与圆盘组合结构 |
| 1.3 现有研究的不足及亟待解决的问题 |
| 1.4 本论文的主要工作和创新点 |
| 1.4.1 本论文的主要工作 |
| 1.4.2 论文的创新性 |
| 第二章 附加圆盘结构立柱轴向振动流场模拟程序开发 |
| 2.1 流场控制方程及边界条件 |
| 2.2 水动力系数的计算 |
| 2.2.1 作用于系统上的水动力 |
| 2.2.2 系统的水动力系数 |
| 2.3 数值求解过程 |
| 2.4 数值求解的Re数及其对湍流模型选取的影响 |
| 2.4.1 Re和Re′ 的区别与联系 |
| 2.4.2 Re数对数值格式的影响 |
| 2.4.3 湍流模型的必要性讨论 |
| 2.5 贴体网格技术 |
| 2.6 线性方程的求解方法 |
| 2.6.1 SOR法 |
| 2.6.2 Bi CGSTAB法 |
| 2.6.3 代数多重网格法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 粘性作用对圆筒形FPSO垂荡运动性能的影响 |
| 3.1 圆筒形FPSO简介 |
| 3.2 圆筒形FPSO垂荡运动性能理论及数值分析模型 |
| 3.2.1 平台垂荡运动性能分析理论 |
| 3.2.2 数值求解模型 |
| 3.2.3 迭代后处理求解过程 |
| 3.2.4 数值求解过程 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 几何参数对平台垂荡运动周围流场的影响 |
| 3.3.2 附加质量系数 |
| 3.3.3 垂荡阻尼率 |
| 3.3.4 圆筒形FPSO在粘性阻尼作用下的垂荡响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 底部附加圆盘结构立柱轴向振动涡脱流场及水动力系数的三维效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值计算过程 |
| 4.2.1 数值程序验证 |
| 4.2.2 网格收敛性计算 |
| 4.3 三维效应的体现 |
| 4.3.1 涡脱流场 |
| 4.3.2 附加质量系数 |
| 4.3.3 垂荡阻尼率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 来流作用下底部附加圆盘结构立柱轴向振动涡脱流场及水动力系数 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 来流作用下的物理模型 |
| 5.2.1 均匀来流作用下流场的控制参数及水动力系数 |
| 5.2.2 振荡流作用下流场的物理参数及水动力系数 |
| 5.3 数值模拟过程 |
| 5.3.1 数值程序验证 |
| 5.3.2 收敛性计算结果 |
| 5.4 均匀来流作用下的涡脱流场及水动力系数 |
| 5.4.1 涡脱流场 |
| 5.4.2 附加质量系数 |
| 5.4.3 垂荡阻尼率 |
| 5.5 振荡流作用下的涡脱流场及水动力系数 |
| 5.5.1 涡脱流场 |
| 5.5.2 附加质量系数 |
| 5.5.3 垂荡阻尼率 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究内容及结论 |
| 6.2 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（9）深水顺应式垂直通路立管力学特性及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 海洋立管系统介绍 |
| 1.2.1 传统立管形式及特点 |
| 1.2.2 顺应式垂直通路立管形式及特点 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 CVAR的研究现状 |
| 1.3.2 柔性立管的力学模型 |
| 1.3.3 海洋立管的优化设计 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 立管振动方程的推导及模型建立 |
| 2.1 几何非线性概述 |
| 2.2 顺应式垂直通路立管的服役环境及荷载 |
| 2.2.1 有效重力和有效张力 |
| 2.2.2 波浪力 |
| 2.2.3 海流力 |
| 2.2.4 浮体位移 |
| 2.3 立管振动方程推导 |
| 2.3.1 立管的运动状态和变形描述 |
| 2.3.2 虚功方程 |
| 2.3.3 约束方程 |
| 2.4 顺应式垂直通路立管力学模型建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 顺应式垂直通路立管力学特性分析 |
| 3.1 方程有限元离散 |
| 3.2 立管初始位置估计 |
| 3.3 MATLAB有限元程序设计 |
| 3.3.1 程序设计 |
| 3.3.2 程序验证 |
| 3.4 顺应式垂直通路立管力学特性分析 |
| 3.4.1 立管结构参数的影响 |
| 3.4.2 环境荷载的影响 |
| 3.4.3 不同作业工况的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 顺应式垂直通路立管优化设计及分析 |
| 4.1 试验设计 |
| 4.1.1 拉丁方试验设计 |
| 4.1.2 拉丁方矩阵的均匀性描述 |
| 4.2 Kriging插值代理模型 |
| 4.3 遗传算法及多目标优化理论 |
| 4.3.1 基本遗传算法概述 |
| 4.3.2 多岛遗传算法 |
| 4.3.3 多目标优化问题 |
| 4.3.4 精英策略的非支配排序遗传算法 |
| 4.4 立管参数优化设计 |
| 4.4.1 模型参数及数学优化模型 |
| 4.4.2 插值近似模型建立 |
| 4.4.3 优化结果计算 |
| 4.4.4 Pareto前沿计算 |
| 4.5 浮力块参数优化设计 |
| 4.5.1 优化数学模型 |
| 4.5.2 插值近似模型建立 |
| 4.5.3 优化结果计算 |
| 4.5.4 Pareto前沿计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（10）基于波激和涡激Spar平台垂荡—横摇—纵摇非线性动力响应特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Spar平台简介 |
| 1.2.1 Spar平台在深海油气开发中的优势 |
| 1.2.2 Spar平台的结构形式 |
| 1.2.3 Spar平台三种基本类型 |
| 1.2.3.1 经典式Spar(ClassicSpar) |
| 1.2.3.2 桁架式Spar(TrussSpar) |
| 1.2.3.3 多柱式Spar(CellSpar) |
| 1.2.4 全球Spar平台汇总 |
| 1.3 Spar平台国内外研究现状 |
| 1.3.1 Spar平台主体波浪载荷与水动力特性的研究 |
| 1.3.2 Spar平台运动特性研究 |
| 1.3.3 Spar平台非线性耦合运动响应及失稳研究 |
| 1.3.4 Spar平台涡激运动研究 |
| 1.4 本文的研究意义和主要内容 |
| 第2章 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度运动模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型坐标系 |
| 2.3 Spar平台六自由度运动方程的建立 |
| 2.4 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度运动方程的化简 |
| 2.5 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度非线性回复刚度的推导 |
| 2.6 Spar平台垂荡-横摇-纵摇非线性耦合运动方程的建立 |
| 2.7 非线性运动方程的求解方法 |
| 2.7.1 多尺度法简介 |
| 2.7.2 四阶Runge-Kutta方法简介 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 Spar平台波浪载荷和涡激载荷计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浮体结构三维势流理论 |
| 3.2.1 流场速度势的求解 |
| 3.2.2 一阶波浪载荷的求解 |
| 3.3 流体力学基础理论 |
| 3.3.1 一般流体的基本控制方程 |
| 3.3.2 圆柱绕流理论基础 |
| 3.3.3 圆柱绕流的升力 |
| 3.3.4 计算流体动力学简介 |
| 3.4 Spar平台环境载荷计算算例 |
| 3.4.1 一阶波浪载荷传递函数的计算 |
| 3.4.2 涡激升力系数的数值模拟 |
| 3.4.2.1 Spar平台二维圆柱绕流建模 |
| 3.4.2.2 Spar平台二维圆柱绕流涡激升力和涡泄频率 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 垂荡主共振时Spar平台垂荡-横摇-纵摇内共振运动特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Spar平台垂荡-横摇-纵摇非线性耦合运动方程的建立 |
| 4.3 垂荡主共振时Spar平台三自由度非线性方程一阶摄动解求解 |
| 4.4 垂荡主共振时稳态解分析 |
| 4.4.1 Case(a)a_4和a_5为零,a_3不为零 |
| 4.4.2 Case(b)a_3、a_4和a_5均不为零 |
| 4.5 解的稳定性分析 |
| 4.6 一阶近似解析解的局部分岔和稳定性分析 |
| 4.7 数值验证 |
| 4.8 敏感性分析 |
| 4.8.1 阻尼系数对结果的影响 |
| 4.8.2 调谐因子对结果的影响 |
| 4.9 横摇和纵摇模态阻尼不同时的结果 |
| 4.10 垂荡主共振时的分岔与混沌运动分析 |
| 4.10.1 垂荡波浪力幅值变化引起的分岔和混沌运动 |
| 4.10.2 波浪频率变化引起的分岔和混沌运动 |
| 4.11 本章小结 |
| 第5章 横摇主共振时Spar平台垂荡-横摇-纵摇内共振运动特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 横摇主共振时非线性耦合运动方程的建立和化简 |
| 5.3 横摇主共振时Spar平台三自由度非线性方程一阶摄动解求解 |
| 5.4 横摇主共振时稳态解分析 |
| 5.4.1 Case(a)a_5为零,a_3和a_4不为零 |
| 5.4.2 Case(b)a_3、a_4和a_5均不为零 |
| 5.5 解的稳定性分析 |
| 5.6 一阶近似解析解的局部分岔和稳定性分析 |
| 5.7 数值验证 |
| 5.8 敏感性分析 |
| 5.8.1 阻尼系数对结果的影响 |
| 5.8.2 调谐因子对结果的影响 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 Spar平台垂荡-横摇-纵摇组合共振运动特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 组合共振时运动方程的化简和求解 |
| 6.3 组合共振时稳态解分析 |
| 6.3.1 Case(a)a_4为零,a_3和a_5不为零 |
| 6.3.2 Case(b)a_3、a_4和a_5不为零 |
| 6.4 解的稳定性分析 |
| 6.5 组合共振一阶摄动解的局部分岔和稳定性分析 |
| 6.6 数值验证 |
| 6.6.1 存在稳态解时组合共振数值分析 |
| 6.6.2 不存在稳态解时组合共振数值分析 |
| 6.7 组合共振分岔与混沌运动分析 |
| 6.7.1 纵摇波浪力矩变化引起的分岔和混沌运动 |
| 6.7.2 波浪频率变化引起的分岔和混沌运动 |
| 6.7.3 纵摇阻尼系数对平台分岔和混沌的影响 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 波流联合作用下Spar平台非线性运动模型试验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 相似理论 |
| 7.3 试验环境及模型参数 |
| 7.4 试验过程 |
| 7.5 静水中Spar平台的自由衰减试验 |
| 7.6 规则波中Spar平台非线性运动试验 |
| 7.6.1 相同波高下幅频响应曲线 |
| 7.6.2 几组典型海况下的非线性运动响应和频谱分析 |
| 7.6.3 初始条件对能量渗透的影响 |
| 7.6.4 内共振和组合共振不稳定参数域 |
| 7.6.5 不同波浪频率下波幅对平台响应幅值的影响 |
| 7.7 均匀流中Spar平台涡激运动试验 |
| 7.7.1 试验工况 |
| 7.7.2 不同流速横摇响应时间历程曲线和频谱分析 |
| 7.7.3 不同试验工况下的响应幅值和频率特性分析 |
| 7.7.4 涡激运动其他模态的响应特性 |
| 7.8 波流联合作用下Spar平台非线性运动试验 |
| 7.8.1 波流联合作用试验流程 |
| 7.8.2 波流联合作用下Spar平台线性运动响应 |
| 7.8.3 波流联合作用下Spar平台非线性内共振运动响应分析 |
| 7.8.4 波流联合作用下Spar平台组合共振响应分析 |
| 7.8.5 相同波浪频率不同流速下平台响应随波高的变化 |
| 7.9 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 本文总结 |
| 8.2 本文的主要创新点 |
| 8.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、海底铰接柱体结构动力反应（论文参考文献）
- [1]含内流海洋立管双向涡激振动特性及疲劳寿命研究[D]. 蔡梦倩. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [2]波—流耦合作用下悬浮隧道合理断面型式研究[D]. 赵岚涛. 重庆交通大学, 2020(01)
- [3]非均匀周期性脉动干扰下海洋立管水动力特性研究[D]. 高垚. 昆明理工大学, 2020(04)
- [4]基于CFD方法的铰接塔式风力机动力性能研究[D]. 季欣洁. 天津大学, 2019(01)
- [5]柔性柱群流激振动特性及其振动抑制[D]. 覃雯琪. 天津大学, 2019(01)
- [6]地震和波浪荷载作用下海床-单桩相互作用研究[D]. 胡丹. 武汉理工大学, 2019(01)
- [7]海洋柔性结构流固耦合动力学研究[D]. 陈东阳. 南京理工大学, 2018(06)
- [8]粘性对深水海洋结构物垂荡性能影响的研究[D]. 王全. 上海交通大学, 2017(08)
- [9]深水顺应式垂直通路立管力学特性及优化研究[D]. 吴武刚. 中国石油大学(华东), 2017(07)
- [10]基于波激和涡激Spar平台垂荡—横摇—纵摇非线性动力响应特性研究[D]. 李伟. 天津大学, 2017(09)