计及流固耦合的船体薄壁梁波浪载荷响应研究

71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告

（附件） 71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告 2015年12月

1、概述本船为沿海航区开底泥驳。根据中国船级社2015版《国内航行海船建造规范》（以下称《规范》）第二篇第二章2.2.1.2节的规定，由于该船的主尺度比不符合《规范》波浪载荷计算的适用条件，故本计算书按照2.2.9节的要求，对波浪载荷应采用直接计算方法确定。 2、船舶主要参数总长LＯＡ71.60 m 设计水线长L WL69.19 m 垂线间长L PP67.60 m 型宽 B 15.60 m 型深 D 5.00 m 设计吃水 d 3.70 m 3、计算依据的图纸资料本计算所依据的图纸有关图纸资料如下：序号图纸名称 1 总布置图 2 线型图 3 各种装载情况及完整稳性计算书 4 横剖面结构图 5基本结构图 4、计算模型 4.1 水动力模型采用基于三维绕射-辐射及Morison理论为基础的WADAM程序，因此要建立水动力面元模型。本计算书在Patran-Pre中建立水动力模型，采用右手直角坐标系，原点位于FR0、基线和中纵剖线的交点处，x轴沿船长指向船首为正方向，y轴沿船宽指向左舷为正方向，z轴向上为正方向，水动力模型见图4.1～图4-2：

图4-1 Patran-Pre环境下的Panel模型图4-2 SESAM-HYDRO环境下的Panel模型 4.2 质量模型质量模型对船舶波浪载荷计算的精度至关重要，质量模型和实船的重量重心差别越小，波浪载荷计算精度就越高。为此，需要实际统计全船各部分质量并按静力等效原则得到全船质量沿船长方向的分布。本计算书采用质量点和零质量棒的形式，在Patran-Pre中建立质量模型。零质量棒上两端点的间距为横摇惯性半径的两倍，质量模型见图4-3。

船舶结构可靠性分析

大连海洋大学船舶结构可靠性分析Analysis of the reliability of the ship structure 船舶结构可靠性分析研究综述研究领域：船舶与海洋工程（专硕）姓名：邓英杰学号： 2015085223012

船舶结构可靠性分析研究综述摘要：结构可靠性理论是60年代后才发展起来的一门新兴学科，作为结构强度理论与计算结构力学的一个新分支，具有工程实践和船舶安全评价的重大意义。本文就船舶结构可靠性分析近代的发展做了总结性的综述，从载荷、承载能力、可靠性分析方法三个角度出发，并对其今后的研究方向提出了建议。关键词：船舶结构；可靠性；船舶安全评价；分析方法 1 前言传统的船舶结构强度计算方法采用的是确定性方法，将船体载荷和材料力学特性等诸多因素都看做是确定性的单值量，这与实际不符，传统的确定性设计已不能满足现代船舶发展的需求，而采用概率统计的方法相比之下更为合理，进而诞生了船舶结构可靠性分析这一学科。 1969年，挪威学者Nordenstrom【1】发表船舶结构分析里程碑的一篇文章，率先将波浪载荷和船舶总纵强度的承载能力看做是随机分布的变量，进而分析船体的失效概率。1972年，美国学者对船体总纵强度的概率模型进行了系统的专题研究，船舶结构可靠性分析理论得到了进一步的发展。上个世纪80年代中期，船舶可靠性分析方法已经建立了起来。目前，世界各大船级社都在制定以可靠性分析为基础的船舶结构设计规则。

2 载荷对于船舶结构，静水载荷和波浪载荷是两种主要的载荷形式。波浪载荷的理论计算是基于上个世纪50年代末的切片理论建立起来的。80年代后期，人们对波浪载荷的研究增加了许多新的内容。S.G.Stiansen【2】提出了波浪载荷的概率模型，研究了低频相应和高频效应的概率组合问题；美国学者 C.G.Soares 从当时的技术水平出发，提出了一个船舶波浪载荷效应的可靠性分析标准模式。该方法的创新性在于，在线性切片理论计算船体波浪弯矩的基础之上，将高频载荷以经验性影响因子的形式与低频波浪弯矩组合。在早期, 波浪载荷计算中应用的大多是线性理论。随着研究的深入和实践经验的增加, 波浪载荷的非线性性质引起了人们的关注。大量的实船测量和船模试验表明, 行驶在汹涛中的高速舰船, 由于船体的非直舷, 以及底部砰击、外张砰击和甲板上浪等因素的影响, 导致舰船的运动, 特别是波浪载荷呈明显的非线性。这时, 在规则波中的运动不再具有简谐性质, 中垂波浪弯矩幅值明显大于中拱时的幅值。加突出的是, 由于底部砰击和外张砰击, 使船体剖面内出现高频振动弯矩。这种弹性振动是一种瞬态响应, 在高海况下, 两者迭加而成的中垂合成弯矩幅值将远大于线性理论的计算结果。为了计算砰击振动弯矩，一种被称为“两步走”的方法被广泛使用，即先在刚体假设下计算船体运动和作用在其上的水动力，

COMPASS-WALCS-BASIC波浪载荷中文电子版

COMPASS-WALCS-BASIC COMPASS-WALCS-BASIC ——软件简介 COMPASS-WALCS-BASIC是中国船级社与哈尔滨工程大学联合成立的COMPASS-WALCS波浪载荷计算软件协同创新开发团队推出三维波浪载荷计算软件，该软件是COMPASS-WALCS软件系统的基本模块，秉承哈尔滨工程大学前期十余年的研究成果，适用于三维无航速浮体及常规航速船舶的波浪载荷计算，为各种设计环境下海洋结构物的波浪载荷响应计算及设计值的确定提供依据。软件以三维线性频域势流理论为基础，将面元法和源汇分布法相结合求解三维浮体的辐射水动力系数和绕射力，进而通过浮体的六自由度运动方程获得浮体的运动响应。软件通过悬链线理论建立了锚链系统线性化恢复力刚度系数的求解方法，可以考虑系泊锚链对浮体运动和载荷的影响。软件可以计算和输出浮体上任意位置处的运动、加速度、剖面载荷和水动压力等运动与载荷分量的频率响应函数，并可针对给定的海况资料进行各运动与载荷分量的短期预报和长期预报，进而得到设计载荷值。此外，软件还具有与通用的大型有限元分析软件的计算接口，可以方便的生成用于结构分析的载荷施加文件。主要功能模块包括： 1）浮体外壳的参数化建模； 2）浮体的浮态自动计算和湿表面网格自动生成； 3）三维无航速频域格林函数计算； 4）大型稠密矩阵的迭代计算； 5）一阶速度势的求解； 6）浮体水动力系数和波浪激励力计算； 7）锚链系统线性化恢复力刚度系数矩阵的求解； 8）横摇阻尼的近似估算； 9）浮体运动、压力与剖面载荷响应函数计算； 10）运动及载荷的谱分析和长、短期预报； 11）有限元软件的加载文件输出； 12）计算结果的图表输出。 1

波浪载荷预报的目的

波浪载荷预报的目的，是以规则波中的载荷响应为基础，通过理论计算，确定船舶在给定的时间运行于实际海清中的波浪载荷变化特性。波浪载荷预报常分为短期预报和长期预报两类。短期预报的时间范围为半小时到数小时，在此时间内，船的装载状态、航速、航向角以及海清都可以认为是固定不变的。长期预报的时间范围是数年或整个寿命期，在此时间内，上述因素都会改变的，长期预报是由许多短期预报组成。一旦船舶运行海域和概率水平确定后，即可得到对应的波浪载荷特征最大值X max。此值表示船舶在波浪遭遇次数为n的整个使用期内，最可能出现的最大波浪载荷。计算结果包括传递函数、短期预报和长期预报。其中图中“LFy'’代表横向对开力，"LFz" 代表横垂向剪力，"LMx”代表横垂向弯矩，"LMy"代表纵摇有关扭矩，"VWSF'’代表垂向波浪剪力，,},.j,M,’代表波浪扭矩，"VWBM”代表垂向波浪弯矩，"HWBM”代表水平波浪弯矩。三体船纵向波浪载荷长期预报值沿船长的变化见图42一45。横坐标为沿船长的站号，纵坐标为载荷的长期预报值，响应是单幅值。纵垂向剪力沿船长变化呈双峰现象，且靠近船舰处的峰值大于靠近船舷处的峰值;纵向扭矩、纵垂向弯矩、水平弯矩都在船肿附近取得最大值，且越靠近船舷舰方向越小。c1)横向波浪载荷与纵向波浪载荷都是三体船较为重要的波浪载荷。 (2)一般三体船主要横向波浪载荷在横浪时较大、主要纵向波浪载荷在顶浪时较大、而横、纵向扭矩在斜浪时较大，所以在进行结构分析和强度衡准时，应采用不同的载荷工况分别分析计算。 (3)就纵向波浪载荷而言，三体船两个较小的片体对纵向扭矩影响较大。而对纵垂向弯矩和水平弯矩影响不大。 (4)在相同的海浪统计资料下，采用不同的极限有义波高对长期预报结果也有影响，极限有义波高越大，长期预报值也就越大。根据本文的计算结果，可了解高速三体船的波浪载荷特征，为结构的进一步优化设计提供了重要依据和相关规范公式的修改提供参考。

波浪荷载计算汇总

整理后：波浪荷载的计算理论波浪是发生在海洋表面的一种波动现象，其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅，发生波浪破碎现象，成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂，至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。因此，开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究，就有着重要的理论意义和工程意义。波浪荷载,也称波浪力，是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。目前按绕射理论进行分析。波浪对结构物的作用由四部分组成：水流粘性所引起的摩阻力（与水质点速度平方成正比）；不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力（与波浪中水质点加速度成正比）；结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。在目前实际工作中，常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森（Mrison）方程分析波浪力。波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机性运动，很难在数学上精确描述。当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程；大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的海洋

波浪荷载载各种工程中的确定

波浪荷载在各种工程中的确定在海洋工程中，无论是在石油钻井平台还是跨海工程，波浪荷载对结构的破坏都是不容忽视的因素。在海上大跨度桥梁的建设中，无论是施工过程还是整体设计，波浪荷载的研究都有重大工程意义，特别是对于诸如斜拉桥、悬索桥桥塔等大型墩式结构，更是如此。波浪力的计算需要两方面理论的支持：波浪运动理论及波浪荷载计算理论。前者研究波浪的运动，后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。对于规则波，常采用的波浪运动理论有Airy 理论、Stokes 理论、椭圆余弦波以及孤立波理论。Airy 理论以静水面代替波面，适用于振幅较小、水深较大的情况；Stokes 理论可以考虑波高的2阶以及更高阶项，Airy 理论可认为是Stokes 的1阶形式；椭圆余弦波计算较为繁琐，工程运用仍较少；孤立波理论用于考虑孤立波，即水质点相对水体移动的非振动波。关于波浪荷载计算理论，不同的结构形式是不同的。而小直径桩的波浪荷载计算主要采用试验测量及经验分析的方法。其中，使用最广泛的是Morrison 于1952年提出的莫里森公式，这一公式本身以及有关的试验测量理论和测量资料，都有了很大的进展，已被许多国家的设计规范所采纳。下面我将对波浪荷载理论及其在近海结构、跨海结构、钻井平台结构中的运用作简要叙述。 1 常用的波浪运动理论 1.1 微幅波理论微幅波理论是应用势函数来研究波浪运动的一种线性波浪理论。（1）水深无限时推进波的势函数： sin ()2kz g H e kx t φωω = - H 为波高，ω为波浪圆频率，2T πω= ， k 为波数，2k L π= 。在无限水深的推进波中波周期T 与波长L 0不是独立的，他们之间具有一定的关系： 2 00022g T L L g T c T ππ = = = = 0c 为波速。（2）水深有限时推进波的势函数： ()sin ()2g H ch k d z kx t ch kd φωω += ? - 在有限水深的推进波中波周期T 与波长L 的关系为： 2 22gT L thkd L gT c thkd T ππ = = = = 假定波浪在浅水中推进时，其波周期T 保持不变，则：

船舶在波浪中

船舶在波浪中的运动学号：M93520070 姓名：赖建中

?简介 ?操纵数学模式 ?运动数学模式纵移（Surge）、横移（Sway）、上升下潜（Heave）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）、偏摇（Yaw）

? 船舶在海上行进时的反应是一个非常复杂的非线性现象，因为不只有波浪作用力，同时船本身也有一个前进的动力存在。 ? 规则波单方向不规则波多方向不规则波操纵数学模式 ? 使用日本MMG( Mathematical Modeling Group)流力模式。 ? 船舶、螺桨、舵单独性能为基础再加上三者的扰动效应。 ? 只考虑船舶纵移(surge)、横移(sway)、平摆(yaw)、横摇(roll)。坐标系 ? 空间固定坐标 ? 船体固定坐标 ? 船体固定坐标与水面平行。 ? 地球公转与自转效应忽略。 →→

运动方程式 ? 如果将定在船体重心上 ? 不考虑起伏(heave)、纵摇(pitch) ? 角速度 ? 重心速度相对于空间固定坐标的转换 ? 重心速度相对于水的速度转换成相对于地球的速度。船舶-流体力与力矩，附加质量和黏滞度影响 ? 流体力系数可视为只与船舶之瞬间运动状态有关，此即所谓的准定态(quasi-steady)处理方式。 ? 考虑横摇运动 O G ()()() H eave X m u w p vr Sur ge Y m v ur w p Sw ay Z m w vp uq ??? ?? ?? =+-=+-=+- ()()() R ol l Pi t ch Yaw x z y y x z z y x K I p qr I I M I q r p I I N I r pq I I ??? ?? ?? =+-=+-=+- () pr op ps I I n Q Engi ne += () () X m u vr Y m v ur ?? ??? =-=+ p q r φ θ???????? ??? 00cos si n si n cos X u v Y u v ???? ?????=-=+

【开题报告】80m矿砂船波浪载荷计算

开题报告船舶与海洋工程 80m矿砂船波浪载荷计算一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： (一)国内外研究动态船舶的波激振动是大型船舶在较低海况下可能产生的船体较大幅度的二节点振动现象, 波激振动引起的船体垂向弯矩甚至可达到波浪弯矩的二分之一以上, 由此引起比较严重的船体结构疲劳问题, 当船舶尺度越大时, 波激振动现象就可能越严重。林吉如（1995）[1]对超大型油轮的波激振动的发生机理进行了实船测量和船模试验研究, 还探讨了波激振动对超大型油船总纵强度及疲劳寿命的影响。在实船测试中，他对船中甲板应力进行谱分析和滤波后发现该船在7至9级风的海况下确实存在波激振动现象。波激振动应力叠加到波浪诱导应力上去后会使船体总纵弯曲应力增加 13%~17%。通过模型试验, 发现超大型油船在规则波顶浪中匀速航行时, 当波浪遭遇频率和船体二节点固有振动频率接近时, 就会激起船体共振, 产生所谓的线性波激振动现象。一旦波浪遭遇频率稍微偏离共振频率, 波激振动现象马上消失。因此, 他认为影响波激振动的最敏感因素是航速和航向。他还发现波激振动产生的弯矩的无因次系数可能数倍于油船设计波浪诱导弯矩的无因次系数值, 波激振动产生的船体应力在船中剖面附近最大, 并逐渐向首尾两端减小。顾学康等（2000）[2]根据试验和理论方法对规则波中垂向弯矩的高阶调和成分进行了研究。研究表明如果弯矩的较高阶成分等于船体梁的特征频率, 则这个高阶的成分可能会导致波激振动的发生, 即所谓的非线性波激振动。Dudson等（2001）[3]则提到波浪载荷的二阶或倍频成分可能会对波激振动的产生有所贡献（尽管没有在他们的模型试验中得到证实）。Jensen 等（2004）[4] 认为对传统的船舶来说, 如果弯曲刚度小、航速高和非线性激励严重, 则波激振动可能会比较严重。顾学康等（2004）[5]对一超大型油船进行了线性（船体梁一阶振动频率等于遭遇波频）与非线性（船体梁一阶振动频率等于遭遇频率的整数倍）波激振动试验, 对油船波激振动响应特征及其对结构疲劳的贡献进行了研究。通过试验发现, 零航速时, 按波浪遭遇频率变化的低频波浪弯矩能量较大

水深对超大FPSO波浪载荷的影响研究

文章编号:100529865(2005)0320001206水深对超大型FPSO 波浪载荷响应影响试验研究谢永和1,2,李润培1,杨建民1,许劲松1 (1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海　200030; 2.浙江海洋学院工程学院,浙江舟山　316004) 摘　要:随着超大型浮式生产储卸油装置FPS O (floating production storing and offloading )在渤海浅水海域的广泛应用,水深对FP 2 S O 波浪载荷响应的影响问题突现出来。对缩尺比为1∶100的三模块分节模型进行了水深对超大型FPS O 波浪载荷响应影响的试验研究,试验结果表明水深对FPS O 波浪诱导载荷的影响很大。关键词:模型试验;超大型FPS O ;波浪诱导载荷;浅水海域中图分类号:P751 文献标识码:A Experimental study on the effects of water depth on wave 2induced loads response of a very large FPSO XIE Y ong 2he 1,2,LI Run 2pei 1,Y ANGJian 2min 1,X U Jin 2S ong 1 (1.S tate K ey Laboratory of Ocean Engineering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China ;2.Engineering C ollege of Zhejiang O 2cean University ,Zhoushan 316004,China ) Abstract :With the wide use of very large FPS O in the shallow water area of Bohai Bay ,a new subject concerning the effects of water depth on wave 2induced loads response of FPS O appears.In the present paper ,a 32m odule m odel experiment with scale 1∶100is described ,and the ef 2fects of water depth on wave 2induced loads response of a very large FPS O are studied.The experimental result shows that the water depth has a substantial effect on wave 2induced loads. K ey w ords :m odel test ;very large FPS O ;wave 2induced loads ;shallow water area 收稿日期:2004212209 基金项目:国家863计划重大专项资助项目(2002AA602011) 作者简介:谢永和(1967-),男,浙江舟山人,副教授,博士研究生,主要从事船舶与海洋工程结构力学研究。近年来,FPS O 在海上油气开发中得到了越来越广泛的应用。大多数在渤海海域服役的FPS O 工作在浅水海域。主尺度大与水深吃水比小,直接导致其船体水动力特性与深水条件下的水动力特性有较大区别。因此,对超大型FPS O 在浅水中的波浪诱导载荷响应进行试验研究十分必要,通过试验研究可为浅水超大型FPS O 系泊系统设计、船体疲劳寿命计算以及运动安全性评估等提供更加科学的依据[1～10]。本文所进行的试验在于研究FPS O 在特定海况下波浪诱导载荷响应随水深变化的规律。尽管船舶波浪载荷的模型试验方法经过了多年发展已相对成熟,但对于有限水深船舶波浪诱导载荷的试验研究方面开展得不多,国外也较少见到相关发表的文章。因此如何在模型试验中模拟实际海况,研究船舶可能遭受的波浪诱导载荷响应,并探讨其随水深变化规律是本试验研究的主要目的。 1　浅水超大型FPS O 试验模型为了使实验结果能反映实际结构物在波浪中动力响应规律,模型和实际结构之间需要满足几何相似、水第23卷第3期2005年8月海洋工程 THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol 123N o 13Aug.2005

船体结构强度复习

绪论 1. 船体结构安全性是什么? 所谓结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和载荷效应，并在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 2. 船体强度计算应包括下述内容：（1 ）确定作用在船体和各个结构上的载荷的大小及性质，即所谓外力问题。（2）确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各个作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦称求载荷效应的极限值），即所谓内力问题。（3）确定合适的强度标准，并检验强度条件。 3. 从整体上研究其（船体梁）变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为总强度。 4. 从局部上研究其（船体梁）变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。 5?作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为： ①总体性载荷：是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。例如：总纵弯曲的力矩，剪力，应力及纵向扭矩等。 ②局部性载荷：是指引起局部结构，构件的变形或破坏的载荷。例如：水密试验时的水压力，机器的不平衡所造成的惯性力，局部震动，海损时的水压力等。 6?作用在船体结构上的载荷，按载荷随时间变化的性质，可分为： ①不变载荷：是指在作用时间内不改变其大小的载荷。（在不变载荷作用下的

结构响应分析称为静水分析）例如：静水载荷（包括静水压力，货物压力，静水弯矩等），水密试验时的水压力等。 ②静变载荷：是指载荷在作用时间内有变化，但其变化的最小周期超过该受力结构构件的固有周期若干倍，故又称准静态载荷。例如：作用于船体的波浪载荷（包括动水压力，波浪诱导弯矩等），液体货物的晃动压力，航行中的甲板上浪，下水载荷等，其中最重要的是波浪载荷。 ③动变载荷：是指在作用时间内的变化周期与所研究的结构构件响应固有振动周期同阶：例如：局部结构的强迫（机械）震动，由螺旋桨引起的脉动压力，船体梁的波激震动等。 ④冲击载荷：是指在非常短的时间内突然作用的载荷。例如：砰击。 7. 结构设计的基本任务是：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。（结构设计通常在船舶总体设计完成后进行） 8. 船体结构设计过程分为三个阶段：（1 ）初步设计，根据批准的技术任务书对整个结构的设计原则（例如，船体材料及结构型式的选择，重大技术措施的采取等）作出分析比较，对主要构件的布置与尺寸作出理论的估计，并绘制横剖面图，给出钢料预估单。（2）详细设计，根据确认的初步设计及审批初步设计时所作的各项决定进行。

海洋平台波浪载荷计算方法的分析和建议_张金平

收稿日期:2006 01 26 作者简介:张金平(1976 ),男,河北石家庄人,1998年毕业于西南石油学院机械制造与设备管理专业,主要从事海洋石油工程项目管理工作。文章编号:1001 3482(2006)03 0010 05 海洋平台波浪载荷计算方法的分析和建议张金平1,段艳丽2,刘学虎3 (1.海洋石油工程股份有限公司,天津塘沽300452;2.中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东东营257061;3.兰州石油机械研究所,甘肃兰州730050) 摘要:文章综述了近年来海洋平台波浪理论及波浪载荷计算方法的研究与发展概况,包括不同海域波浪载荷的计算理论,以及不同类型、不同尺度海洋平台的波浪载荷的计算方法及其应用,并对各种不同波浪理论的适用范围及其优缺点进行了分析。同时对目前应用较广的数值模拟技术在海洋平台方面的应用进行了分析,列举了相关应用实例,并对其发展前景进行了展望,提出了相关研究建议。关键词:海洋平台;波浪载荷;计算方法;应用;数值模拟中图分类号:T E951.01 文献标识码:A The analysis and proposal of computation methods of wave loads acting on offshore platform ZH ANG Jin pin 1,DU AN Yan li 2,LIU Xue hu 3 (1.China Of f shore Oil E ngineer ing Co.L td ,T angg u 300452,China; 2.College o f Petro leum Eng ineer ing ,China Univer sity of P etr oleum (H uadong),D ongy ing 257061,China; 3.L anz hou Petr oleum M echanical Resear ch I nstitute ,L anz hou 730050,China) Abstract:General status o f development on w ave theory and w ave loads on offsho re platform in r esent year s is sum marized in this paper,including com putation theory of w ave loads in different sea area,com putation methods and applicationso f wave loads acting on offshore platform w ith differ ent type and dimen sion,at the same tim e num er ical simulatio n techno logy being applied widely on offshore platform is analyzed in 这和文献[4]的结论完全一致。当 =180 时,由式(5)可知A X =0,A Y =0,即F X =0,F Y =0,即,筛箱所受的激振力为零,质心是一个固定不动的定点。此时,X M ,筛箱不能满足平动的条件。在这种情况下,筛箱的运动就只是仰俯振动。 3 结论 1) 上偏心块超前下偏心块的角度越大,振动筛椭圆运动轨迹长短轴均越短。所以应根据振动筛电机安装位置适当选择 ,以免过大而影响振动筛的工作性能。 2) 2台电机轴线之间的夹角只影响振动筛椭圆运动轨迹的短半轴,而不影响长半轴。 3) 振动电机在筛箱上的安装位置X M ,既要受上偏心块超前下偏心块的角度的影响,又要受2台电机轴线夹角的影响,设计时在保证一定椭圆度的前提下,可以通过适当调整、 ,以实现电机的正确安装,为振动筛的设计和使用均带来了较大的方便。参考文献: [1] No rr is,T imothy L.P atterson.V ibrat ory scr een sepa r ator [P].U S5265730. [2] M ike M or genthale,G E Espey ,Bob L ine.Balanced elliptical mot ion im pr oves shale shaker per formance [R].A A DE Shaker co nfer ence,1998. [3] 龚伟安.双激振电动机均衡椭圆运动振动筛动力学分析[J].石油机械.2002,30(5):1 3. [4] 侯勇俊,史常贵,卫尊义,等.等质径积双电机自同步椭圆振动筛动力学研究[J].天然气工业,2005,25(5) [5] 牟长青,柴占文,朱均波,等.自同步平动椭圆振动筛的理论研究[J].石油机械.2004,32(4):11 12. 2006年第35卷石油矿场机械第3期第10页 OIL FIELD EQUIPMENT 2006,35(3):10~14

船体结构强度复习

绪论 1.船体结构安全性是什么所谓结构的安全性是指结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种载荷和载荷效应，并在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 2.船体强度计算应包括下述内容：（1）确定作用在船体和各个结构上的载荷的大小及性质，即所谓外力问题。（2）确定结构剖面中的应力与变形，即结构的响应分析（亦称载荷效应分析）；或者求使结构失去它应起的各个作用中的任何一种作用时的载荷，即结构的极限状态分析（亦称求载荷效应的极限值），即所谓内力问题。（3）确定合适的强度标准，并检验强度条件。 3.从整体上研究其（船体梁）变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为总强度。 4.从局部上研究其（船体梁）变形规律和抵抗破坏的能力，通常称为局部强度。 5.作用在船体结构上的载荷，按其对结构的影响可分为： : ①总体性载荷：是指引起整个船体的变形或破坏的载荷和载荷效应。例如：总纵弯曲的力矩，剪力，应力及纵向扭矩等。 ②局部性载荷：是指引起局部结构，构件的变形或破坏的载荷。例如：水密试验时的水压力，机器的不平衡所造成的惯性力，局部震动，海损时的水压力等。 6.作用在船体结构上的载荷，按载荷随时间变化的性质，可分为： ①不变载荷：是指在作用时间内不改变其大小的载荷。（在不变载荷作用下的结构响应分析称为静水分析）例如：静水载荷（包括静水压力，货物压力，静水弯矩等），水密试验时的水压力等。 ②静变载荷：是指载荷在作用时间内有变化，但其变化的最小周期超过该受力结构构件的固有周期若干倍，故又称准静态载荷。例如：作用于船体的波浪载荷（包括动水压力，波浪诱导弯矩等），液体货物的晃动压力，航行中的甲板上浪，下水载荷等，其中最重要的是波浪载荷。 ③动变载荷：是指在作用时间内的变化周期与所研究的结构构件响应固有振动周期同阶： — 例如：局部结构的强迫（机械）震动，由螺旋桨引起的脉动压力，船体梁的波激震动等。 ④冲击载荷：是指在非常短的时间内突然作用的载荷。例如：砰击。 7.结构设计的基本任务是：选择合适的结构材料和结构型式，决定全部构件的尺寸和连接方式，在保证具有足够的强度和安全性等要求下，使结构具有最佳的技术经济性能。（结构设计通常在船舶总体设计完成后进行） 8.船体结构设计过程分为三个阶段：（1）初步设计，根据批准的技术任务书对整个结构的设计原则（例如，船体材料及结构型式的选择，重大技术措施的采取等）作出分析比较，对主要构件的布置与尺寸作出理论的估计，并绘制横剖面图，给出钢料预估单。

波浪载荷计算

第三章波浪与波浪载荷第一节概述一有关坐标系和特征参数 1坐标系的建立 2波浪要素波峰；波谷，波高，波长，周期，圆频率无量纲参数：波陡（Ｈ／Ｌ），相对波高（Ｈ／d），相对水深（d/Ｌ）——浅水度 3 波浪要素的统计分布规律 ?平均波高 ?部分大波平均波高H1 常用的有H1和H110 P 3 ?波列累积率F%的波高 ?波高与周期联合分布 4 我国各海域大浪分布规律重力波：风浪和涌浪及近岸波（海浪）产生原因：风海啸地震海面震荡气压变化潮波重力、科式力三、波浪理论 1规则波浪理论（对单一波浪的研究）线性波浪理论（微幅波、Airy波、正弦波）非线性波浪理论（有限振幅波）Ｓtokes波浪理论；孤立波浪理论；椭圆余弦波浪理论。 2随机波浪理论（对过程的研究）谱描述理论第二节线性波浪理论

一、基本方程和边界条件假设：流体是理想均匀的，不可压缩的，无粘性的理想流体，其运动是无旋的。从以上假设有： t 0: RotV 0 x u : y v : z w u u x u u y u RotV u z V y i z x j x y k y z z x V u y y u z u x x z 算子： x i y j z k 速度势 u 写成某个标量函数的剃度，即 i j k ：将矢量函数 u x y z 基本方程 (V ) １）连续方程 t ２）动力学方程 dV dt F 1 P 1 (u 2 v 2 w 2) P Pat gz 0 2 其Ｌagrange 积分： t Ｐat 为大气压力。 2边界条件１）动力学边界条件 t 1 (u 2 v w ) g 2 2 （1）（2） 2 海底：w z z d x x y y 海面： z z t （3） z 从上述方程中可看出，部分条件是非线性的。 3边界条件的线性化１）动力边界的线性化分成两步进行，首先将（1）式动能部分忽略，然后将其展开，得到： g t z 0 0 （4） 2）运动边界条件线性化

开底泥驳波浪载荷计算报告样本

( 附件) 71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告 12月

1、概述本船为沿海航区开底泥驳。根据中国船级社《国内航行海船建造规范》( 以下称《规范》) 第二篇第二章2.2.1.2节的规定, 由于该船的主尺度比不符合《规范》波浪载荷计算的适用条件, 故本计算书按照2.2.9节的要求, 对波浪载荷应采用直接计算方法确定。 2、船舶主要参数总长LＯＡ71.60 m 设计水线长L WL69.19 m 垂线间长L PP67.60 m 型宽 B 15.60 m 型深 D 5.00 m 设计吃水 d 3.70 m 3、计算依据的图纸资料本计算所依据的图纸有关图纸资料如下: 序号图纸名称 1 总布置图 2 线型图 3 各种装载情况及完整稳性计算书 4 横剖面结构图 5基本结构图

4、计算模型 4.1 水动力模型采用基于三维绕射-辐射及Morison理论为基础的WADAM程序, 因此要建立水动力面元模型。本计算书在Patran-Pre中建立水动力模型, 采用右手直角坐标系, 原点位于FR0、基线和中纵剖线的交点处, x轴沿船长指向船首为正方向, y轴沿船宽指向左舷为正方向, z轴向上为正方向, 水动力模型见图4.1～图4-2: 图4-1 Patran-Pre环境下的Panel模型

图4-2 SESAM-HYDRO环境下的Panel模型 4.2 质量模型质量模型对船舶波浪载荷计算的精度至关重要, 质量模型和实船的重量重心差别越小, 波浪载荷计算精度就越高。为此, 需要实际统计全船各部分质量并按静力等效原则得到全船质量沿船长方向的分布。本计算书采用质量点和零质量棒的形式, 在Patran-Pre中建立质量模型。零质量棒上两端点的间距为横摇惯性半径的两倍, 质量模型见图4-3。