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极限海况下铰接多浮体运动及系泊力计算
| 论文题名： | 极限海况下铰接多浮体运动及系泊力计算 |
| 关键词： | 波能转换装置;铰接多浮体;时域模拟;系泊力 |
| 摘要： | 本文以一种铰接多浮体的波能转换装置为研究对象，对有系泊的铰接多浮体系统在波浪中的运动及系泊力问题做了系统的研究，基于线性势流理论，建立了有系泊力作用下多个铰接浮体的运动、受力求解的计算模型，同时考虑了二阶波浪力对浮体的作用，最后还对极限海况下，多浮体系泊系统的运动及受力问题做了一定的探讨。以4个圆柱形铰接的波能转换装置为例，计算了不同水深和不同环境条件下，系统的运动和系泊力，通过计算与模型试验的对比，计算结果吻合较好，验证了理论计算的正确性。 对于多浮体铰接的系泊系统，计算中没有考虑浮体之间的水动力相互作用，但是，考虑了非线性的系泊力和铰接力对浮体的作用。首先利用三维面元法，求解各个浮体是水动力系数，然后基于Cummins的脉冲响应方法，分别建立浮体的运动方程，通过连续性条件，建立系统的运动方程组求解系统中每个单体的运动响应及系统的系泊力。 对于极限海况的情形，采用Weibull分布函数，对长期观测的海浪样本的波高和周期的联合分布进行数值拟合，求得对应的极限海况的设计波的波高和周期;通过一定的化简，建立系泊系统的运动响应方程，求得极限海况下系统的系泊力。 通过与单个浮体和多个浮体的运动与系泊力模型试验结果比较，验证了本文计算方法的合理性。通过本文的计算与模型试验，得到了很多有意义的结论:单个浮体与多个浮体的刚度差别较大，导致它们响应峰值对应的规则波的频率差别较大，说明不同的长度对浮体运动响应影响巨大，对于不同海域波能装置的能量转换效率研究有重要意义;多单向自由铰接浮体，第一节浮筒纵向运动响应较大，其后每节浮筒响应逐渐缓和;最后一个浮体由于其约束较小，可能会产生较大的横向运动，需要引起注意。 |
| 作者： | 陈煜 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 毛筱菲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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