超大型浮体水动力学试验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文超大型浮体水动力学试验研究姓名：吕海宁申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：杨建民20040201超大型浮体水动力学试验研究摘要随着社会经济的不断发展陆地资源逐渐趋向枯竭人类所面临的三大问题即人口膨胀资源匮乏和环境恶化正变得越来越严峻超大型浮体(VerylargeFloatingStructures,VLFS)作为人类开发海洋的前沿基地正在成为世界各国海洋工程界研究的一个热点与普通的船舶与海洋结构物相比超大型浮体本身具有许多独特的特点这使得其动力特性的研

2、究方法也与普通海洋工程的研究方法有着很大的区别有一系列的理论和实际问题需要解决如超大型浮体的水弹性响应非均匀海洋环境对其水弹性性能的影响模块与模块之间连接构件的载荷等等因此超大型浮体的研究无论是对理论计算还是对模型试验都提出了新的挑战本文主要介绍了超大型浮体的试验研究方法并根据该方法采用不同形式的超大型浮体进行了两次模型试验通过试验对箱式超大型浮体在非均匀海洋环境下的水弹性性能以及半潜式超大型浮体各模块单元间连接器的动力响应特性进行了研究在箱式超大型浮体在非均匀海洋环境下的水弹性试验中测量了非均匀

3、海洋环境下各个不同位置的波高分布以及超大型浮体在非均匀海洋环境中的垂向位移分布试验结果与相应均匀海洋环境下的结果进行了对比以得到海底地形变化对海洋环境的影响以及这种非均匀的海洋环境对箱式超大型浮体水弹性性能的影响试验中还分别研究了水深浪向角以及海底沙丘与超大型浮体之间相对位置对浮体运动和变形的影响此外文中还进行了半潜式超大型浮体的多单元刚体试验试验中采用了刚性模块柔性连接的型式并测量了三个浮体模块相连时各个模块的相对运动以及模块与模块之间连接器的载荷大小通过分析不同频率规则波的试验结果得到了超大型

4、浮体各个模块的六自由度运动以及连接器载荷的RAO曲线试验中还分析了浪向角以及连接器刚度对超大型浮体运动和连接器动力特性的影响本文中超大型浮体模型试验的设计进行以及试验结果的分析为超大型浮体的水弹性以及连接器载荷的理论计算提供了验证资料并为将来超大型浮体的进一步研究提供了参考而更重要的是为今后开展超大型浮体的试验研究工作奠定了基础关键词超大型浮体模型试验非均匀海洋环境连接器载荷HydrodynamicsExperimentResearchonVeryLargeFloatingStructureABS

5、TRACTVerylargefloatingstructure,VLFSplaysasignificantroleintheexploitationandutilizationofoceanresources.Andgreatattentionhasbeenwidelypaidtoitsdevelopmentintheoceanengineeringfieldinrecentyears.Comparedwithshipsandotherconventionaloceanstructures,VLF

6、Shassomanyuniquedynamiccharacteristicsthatitsresearchmethodsalsodifferalotfromtheconventionalones.Thereareaseriesoftheoreticalandpracticalproblemstobesolved,suchasthehydroelasticresponseofVLFS,theinfluenceofnon-uniformseaenvironmentonVLFS,andtheconnec

7、torloadsbetweenmodulesetc.TheyaregreatchallengestoboththeoreticalcalculationandexperimentalresearchofVLFS.Inthispaper,theexperimentalresearchmethodofVLFSispresented.AndtwomodeltestsonVLFSareperformedtostudythehydroelasticresponseofbox-typedVLFSinnon-u

8、niformseaenvironmentandthedynamiccharacteristicsofconnectorsbetweensemi-submersiblemodules.Inthemodeltestofbox-typedVLFSinnon-uniformseaenvironment,thedistributionofwaveheightaroundellipticshoals,andthemotionanddeformationcharacteristicsofVLFS