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极端波浪下柱式浮标运动响应的数值模拟与分析

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1海洋工程中的浮标应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2极端波浪对浮标的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3研究目的与价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

相关研究现状及进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1浮标运动响应研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2极端波浪数值模拟技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.3柱式浮标特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

二、柱式浮标基本结构与特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

柱式浮标结构介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.1主要构件及功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.2结构形式与特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

柱式浮标水动力特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.1浮力与重力平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2运动响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

三、极端波浪数值模拟理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

波浪理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

1.1波浪生成机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

1.2波浪传播特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

极端波浪数值模拟方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.1数值波浪水槽技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.2高阶谱方法应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.3湍流模型选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

四、柱式浮标在极端波浪下的运动响应模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

模拟过程及参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

1.1建立浮标数值模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

1.2设置波浪参数与浮标参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

1.3模拟流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

模拟结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

2.1浮标运动轨迹分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.2浮标受力情况分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.3不同波浪参数对浮标运动的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

五、柱式浮标运动响应特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

运动响应特性参数提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

1.1振幅响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

1.2频率响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

1.3相位响应特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

浮标稳定性分析．．．．．．．