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海上浮式码头运动响应数值模拟研究
| 论文题名： | 海上浮式码头运动响应数值模拟研究 |
| 关键词： | 浮码头;数值模拟;势流理论;分布式系泊;结构优化 |
| 摘要： | 海上浮码头有广阔的使用空间，它既可以在近海布置，又可以在远海布置。海上浮码头上部结构形式多样，通过系泊系统锚碇于海底，系泊方式可分为单点系泊或多点系泊，可以适应复杂多变的海洋环境，与固定码头相比造价更低。 海上浮码头结构整体主要受风、浪、流等环境载荷和船舶靠泊、装卸等工作载荷的作用，通过系泊系统稳定上部结构抵御风、浪、流等环境载荷，以满足船舶靠泊，物资运输等工作要求。环境载荷对浮码头的运动情况和系缆受力情况分析至关重要，将直接影响到船舶靠泊安全和浮码头作业安全。 本文以南海某浮式码头为例，基于势流理论，考虑5级海况下多角度环境载荷条件，建立三维模型，进行频域、时域水动力分析，对不同分布式系泊形式进行对比研究。保守起见，本文研究考虑风、浪、流考为同一方向这一极端情况，以研究浮码头最大响应。 本文使用边界元数值计算方法，对浮码头进行频域数值计算，得到附加质量、附加阻尼、波激力等重要参数。在频域基础上，进行时域分析，选取不同方向环境载荷，对浮码头系泊系统进行分析。根据工程案例给出两种分布式系泊系统形式，并对这两种系泊形式下的浮码头运动响应进行时域分析，得到四组不同方向下浮码头六自由度运动响应变化情况和系缆的张力变化情况。进一步对比不同方向下两种分布式系泊系统的优劣，分析了环境载荷对浮码头系泊系统整体的影响，确定了更加合理的系泊方式，并在此基础上进行了模型的优化设计，以减小其运动响应和系缆张力幅值。 本文数值模型计算速度较快，模拟结果符合实际情况，可以为工程设计提供一定的指导作用。 |
| 作者： | 宗旭阳 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 孙克俐;朱福明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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