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水平运动模拟器复演随机海浪谱实验

薛米安;邢建建;苑晓丽;陈奕超;罗铆钧

【摘要】Ahorizontalmovementsimulatorisdesignedinthisstudy.The

randommotiondisplacementsgeneratedbybroadbandBspectrumand

narrowbandJspectrumarestudiedexperimentallybyusingahorizontal

movementsimulator.Statisticalcharacteristicssuchasthe

maximum/minimumdisplacementandstandarddeviationofrandom

motiondisplacementgeneratedbyoceanwavespectrumanddeterminate

coefficientbetweencorrespondingmeasuredpowerspectrumdensityand

theoreticalspectrumareanalyzedbyvaryingsignificantwaveheightand

peakperiod.Thedeterminatecoefficientbetweenmeasuredpower

spectrumdensityandtheoreticalspectrumofBspectrumisgreaterthan

thatofJspectrum,whichismainlyaffectedbypeakperiodforJ

spectrum.Thestandarddeviationoftherandommotiondisplacementand

thevarianceofpowerspectrumdensityofJspectrumarealsofoundtobe

greaterthanthatofBspectrum.Theresultindicatesthatitisdifficultto

generaterandommotiondisplacementexactlybyahorizontalmovement

simulatorformorehighlydispersedJspectrumcomparedwithbroadband

Bretschneiderspectrum.%设计了一种水平随机运动模拟器,并基于模型实验研究

了该水平运动模拟器复演宽频带Bretschneider谱(B谱)与窄频带JONSWAP谱(J

谱)所生成随机运动位移的能力及其关键影响因素.通过改变谱峰周期和有效波高讨

论了两种海浪谱所生成水平随机运动位移的极值及与随机运动位移相应的频谱密度

特征,确定了谱峰周期及有效波高对水平运动模拟器冲程的影响规律.基于实测频谱

密度与理论谱之间的拟合优度,发现该模拟器对宽频带的B谱具有较高的复演精度,

而对能量分布相对集中的窄频带J谱的复演精度相对较低,并且发现谱峰周期是影

响J谱实测谱与理论谱拟合优度的主要因素,同时由J谱生成的随机运动位移的标

准差及相应频域中能谱密度的方差均大于B谱,表明J谱相对B谱而言是一种高离

散度的谱型,在运动模拟器中很难被精确复演为随机运动位移.

【期刊名称】《振动、测试与诊断》

【年(卷),期】2019(039)002

【总页数】8页(P346-352,446)

【关键词】运动模拟器;宽频带谱;窄频带谱;统计特征;快速傅里叶变换

【作者】薛米安;邢建建;苑晓丽;陈奕超;罗铆钧

【作者单位】河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室,南京,210098;河海大学

港口海岸与近海工程学院,南京,210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京,

210098;河海大学理学院,南京,210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京,

210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京,210098

【正文语种】中文

【中图分类】TH115;TB534+.2

引言

海洋工程结构物如浮式生产储卸油系统(floatingproductionstorageand