流体中浮式结构物水动力响应分析

关键词：floating struction; hydrodynamic; fluid

浮式深海平台的水动力特性问题的深入研究，可以为我国油气勘探开发系统装备的设计、制造与应用提供技术支持，提高我国未来在深水油气勘探开发中使用浮式平台的技术水平和安全性，并在国际深水资源开发领域的学术高地上占有一席之地。

理论分析方法、数值计算方法和流体实验方法是流体力学科研工作中最常用的三种方法。这几篇文章都是利用数值方法，分析结构物在流体中受到的作用，并分析了影响作用的因素。几篇文章分别根据不同的工程背景，从并行布置的圆柱绕流、水坝竖直闸门的水压力、规则波中张力腿平台的流体响应、电机轴承系统支承结构这几个不同角度分析了流体与结构物的作用以及结构物的流体响应。

一般首先进行数学分析，考察问题中所涉及的变量，列出控制方程；然后进行建模，建立模型的时候采用有限元方法；接着确定模型参数；设置边界条件；绘制网格；进行数值计算。

分析影响电机轴承系统的基础和支承结构的因素的时候，数学推导过程中运用利用整体体积、阻尼系数和固有频率等模态参数。采用有限元方法建立轴承模型和基础模型。基础的模型参数是由响应函数和各自的傅立叶转换估计得来的，实验验证它是正确的。综合考察电机轴承系统和基础完成了整个系统的频率响应分析。并行布置的圆柱绕流的水动力系数评估中。利用有限体积法用来研究水动力系数。为了证实这种数值方法的适用性，举了一个分层粘性流体绕单个圆柱的例子，结果与原先公开的数据相一致。仔细考察发现五种不同的涡流模型可以很好地描述水动力系数的改变，也可以用来解释两个绕流圆柱周围的流场。考虑流体与建筑的影响下的竖直闸门的水压力时。运用有限元法研究了连接在一个钢制水坝且受到地面加速度影响的竖直闸门的水压力，研究了波浪对建筑作用的水动力，包括来波频率、流体的可压缩性和动压下闸门的变形。