波浪激励力和静水恢复力
关于波浪的一般基本问题200704[1]
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有关波浪的一些基本问题2007年04月目录1关于波浪的基本特征参数和名词解释 (1)1.1波浪的基本特征参数 (1)1.2有关波浪的名词解释 (2)2描述波浪运动的基本理论 (4)2.1艾利的微幅波理论 (4)2.2斯托克斯的有限振幅波 (8)2.3浅水非线性波 (13)3波浪统计特征和谱 (14)3.1波浪的统计特性 (14)3.2波谱的简要介绍 (17)4关于风浪计算的一些问题 (21)4.1一般介绍 (21)4.2几种参数化方法计算公式 (23)5波浪传播与变形 (26)5.1波浪浅水变形 (26)5.2波浪折射 (27)5.3波浪绕射 (28)5.4波浪传播变形综合计算 (29)5.5波浪破碎指标及破波波高 (29)5.5.1波浪破碎指标及破波波高 (30)5.5.2破波分类 (32)5.5.3波浪的增、减水和近岸流 (33)5.6波浪反射 (35)1 关于波浪的基本特征参数和名词解释波浪是海洋、湖泊等水域常见的一种自然现象。
波浪生成原因很多，风是波浪生成的重要因素，故有无风不起浪之说。
当然我们还见到无风时的浪，称之为涌浪，这也是由风引起，当风引起波浪传至风作用区域以外，被我们见到。
由于波浪是因风产生，那么波浪大小和风的几个参数如风速、风时、风距等密切相关，对于近岸水域还受水深影响。
小风速，作用时间短，作用距离短产生不了大浪。
有限风区的水域一般都是风产生的风成浪。
风成浪的特点是波周期短。
宽阔的水域就会有从远处产生的风浪传至近岸水域的涌浪。
波浪传播过程中长周期部分传播速度快，传播距离远，至我们观测处波周期长，故涌浪波周期长。
我国沿海观测到除了风浪外，纯涌浪不多，大多是既有风浪部分又有涌浪成分的混合浪。
混合浪的周期也比较长。
1.1 波浪的基本特征参数表示波浪特征的主要有波高、波长或周期和波向等参数：(),1H a x t L d T f f T c c L ηηη⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=⎩波 高——波谷底至波峰顶的垂直距离振 幅——波浪中心线至波峰顶的垂直距离空间尺度参数波 面——波面至静水面的垂直位移＝波 长——两个相邻波峰顶之间的水平距离水 深——静水面至海底的垂直距离。
系泊浮箱运动稳定性影响因素分析
系泊浮箱运动稳定性影响因素分析罗若;刘祚秋;彭泽宇【摘要】对于水上系泊系统,系泊方式对于整个系泊系统的系泊力和运动精度有着非常重要的影响,有必要分析不同系泊方式对系泊系统运动性能和系泊缆动力性能的影响,揭示系泊方式对系泊系统的作用和影响机理.基于势流理论,结合大型水动力学软件AQWA,以一种简单的矩形浮箱式结构物为典型示例,根据浮箱基本参数及相关技术要求,考虑系泊半径、预张力、张开角度等影响系泊性能的主要因素,建立系泊系统动力分析计算模型.分析结果表明:随着缆绳系泊半径的增加,系泊半径对最大系泊力的影响逐渐减少;增加系泊缆的预张力能够有效减少浮体纵荡偏移,提高系泊系统工作的稳定性;增加系泊缆张开角度能够更好地抵抗横向环境载荷,提高平台定位能力.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】8页(P42-48,90)【关键词】系泊方式;系泊系统;浮箱;水动力分析【作者】罗若;刘祚秋;彭泽宇【作者单位】中山大学工学院应用力学与工程学系,广东广州510006;中山大学工学院应用力学与工程学系,广东广州510006;江苏中路工程技术研究院有限公司,江苏南京211800【正文语种】中文【中图分类】U656.6自20世纪90年代以来，伴随着水运工程的不断发展，主体结构为浮箱式的各式装备和设施越来越多地应用于港口码头、跨海桥梁隧道、海上人工岛等近海工程设施的建设过程中。
例如，以沉管隧道、码头浮箱基础、浮箱式防浪堤等为代表的各类基础设施[1]。
与浮箱结构相配套的系泊系统对浮箱结构的正常安全工作起着至关重要的作用。
就水上系泊系统而言，系泊方式对于整个系泊系统的系泊力和运动精度有着非常重要的影响[2]。
因此，有必要分析系泊方式的变化对系泊系统运动性能和系泊缆动力性能的影响，研究和总结浮体结构不同系泊方式的特点、优缺点以及适合情况，提出并建立水上浮体系泊系统系泊方式的选择依据和准则，为进一步选取最优的系泊方式提供指导意义。
海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析
海上浮式风机平台弱非线性耦合动力响应分析胡天宇;朱仁传;范菊【摘要】为了准确有效地预报海上浮式风力机载荷与运动响应,本文针对系泊平台系统提出一种弱非线性间接时域方法.风力机平台遭遇的入射波作用力和静水恢复力直接在瞬时湿表面上积分计算获得;散射力采用线性势流理论处理;平台系泊力由悬链线方程计算得到.以OC3-Hywind spar风力机平台为对象进行了计算与分析,与线性方法相比,弱非线性方法得到的幅值响应算子(response amplitude operator ,RAO)更大,且能够反映波浪力和恢复力与平台响应的相互影响.由于考虑了瞬时湿表面的影响,弱非线性方法计算结果更为合理,可以更好地反映大波高海况的波浪力特征,因而更加适合高海况下的平台运动性能分析.%To accurately and effectively predict the load and motion responses of a floating offshore wind turbine , a weak nonlinear indirect time-domain method is proposed for the mooring platform system.This method obtains a nonlinear Froude-Krylov force and nonlinear restoring force on an instantaneous wetted surface.Scattering forces are obtained by linear potential flow theory , and mooring force is calculated by the Catenary equation.The computation model is the OC3-Hywind spar pared with linear method , the RAO obtained by weak nonlinear meth-od is larger.In addition, the method can also reflect the interaction between wave force , resilience, and platform response.Considering an instantaneous wetted surface makes the weak nonlinear method more reasonable .This method can better reflect the characteristics of the wave forces under a sea conditionwith large wave amplitude ;therefore, it is more suitable for platform motion performance analysis under a high sea state.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2018(039)007【总页数】6页(P1132-1137)【关键词】瞬时湿表面;弱非线性;浮式风力机平台;间接时域法;脉动源格林函数;弱散射【作者】胡天宇;朱仁传;范菊【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U661.32随着经济社会的发展，人类对能源的需求越来越大，风能作为一种清洁和可再生的能源极具开采价值。
三体船波浪设计载荷的三维时域水弹性理论研究
三体船波浪设计载荷的三维时域水弹性理论研究任慧龙;陈亮亮;李辉;张楷宏【摘要】To solve the design wave loads on a trimaran, 3D time⁃domain nonlinear hydroelasticity theory and a non⁃linear design wave method were used to calculate trimaran longitudinal wave loads. The method took an account of the influence of nonlinear factors in the elasticity of the ship hull, hull slamming loads, and other factors. Good matching was found between the calculated hydroelastic values with the three⁃dimensional frequency domain long⁃term prediction value and Lloyds Register ( LR) Trimaran Rules when deriving the trimaran wave load characteristic values. The computed value under ultimate working conditions was shown to be significantly larger than the LR Tri⁃maran Rule value. The authors suggest including ultimate working conditions when checking the trimaran structure strength. This method can provide a reference for a revision of the trimaran rules and for the optimization of the structural design of trimarans.%针对三体船波浪设计载荷问题，本文提出了三维时域非线性水弹性理论和非线性设计波法的计算三体船纵向波浪载荷方法，该法考虑了船体弹性效应和砰击载荷等非线性因素的影响。
多功能支持船波浪载荷研究
多功能支持船波浪载荷研究林海花;孙承猛;周立师;张晓宇【摘要】波浪载荷研究是船舶性能预报和结构安全评估的关键内容。
文中利用势流理论直接数值求解多功能支持船遭受的波浪载荷（包括一阶波频力和二阶漂移力），利用统计方法得到波浪载荷的长期预报和短期预报极值，包括波浪总纵弯矩和垂向波浪剪力以用于后续的船舶整体结构安全评估，以及纵向漂移力、横向漂移力和首摇漂移力矩用于船舶的动力定位能力分析中。
研究结果表明：求解波浪载荷的势流理论方法精确，能为后续的船舶性能预报和结构安全评估提供可靠的载荷输入。
%The study of wave loads is a key task in the ship performance prediction and the structural safety evaluation. The potential theory is used to directly calculate the wave loads of a multi-functional ship, including the ifrst-order wave forces and the second-order drift forces. Then the extreme values of the wave loads are predicted using the statistical method based on the long term and short term. The ifrst order wave forces include the wave bending moment and the wave shear force which can be applied to the further structural safety evaluation, and the second order drift forces include the longitudinal drift force, transversal drift force and the yaw drift force moment which can be applied to the further dynamic position analysis. The results show that the wave loads solved by the potential theory can be taken as reliable inputs for the ship performance prediction and the structural safety evaluation.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P53-58)【关键词】多功能支持船;波浪载荷【作者】林海花;孙承猛;周立师;张晓宇【作者单位】中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】U661.4孙承猛（1979-），男，博士，高级工程师，研究方向：船舶与海洋工程结构物总体设计与计算分析。
浮式平台总体性能课复习提纲 马山老师课堂笔记总结
10、掌握海浪谱矩的概念，了解采用海浪谱矩表示海浪的一些特 征周期。 11、了解海风随时间脉动和随空间高度变化的时空特征。 风随时间的脉动：根据对风的大量实测资料分析发现，自然界 的风速并非恒定不变，而是时大时小，总是围绕某个平均值在上 下发生脉动的、不稳定的变化，而风的强度与脉动频率有关。 风随空间：海面上风的运动形式与粗糙平板上的湍流非常相近，
R ( ) E (t ) (t )
式中：E 为数学期望。过程ζ(t)是平稳的，自相关函数只取决 于τ。它是通过ζ(t)和ζ(t+τ)的时间平均得出的。
1 R ( ) T
变换关系。
0
T
0
(t ) (t )dt
2
平稳过程的谱是其相关函数的傅立叶变换， 按此可以得到两者的
x p 1 y b z b
可以知道浮体上任一点的运动位移（在平动坐标系下）可以表示 为：
y p 2 xb z b
z p 3 x b y b
7
3、假设海面上波浪为微幅波，浮体在波浪中运动六个自由度位 移为小量。浮体运动方程中的水动力载荷可以做何种分解？ 假设海面上波浪为微幅波， 浮体在波浪中运动六个自由度位移为 小量。这样可以针对浮体在波浪中受到的水动力进行线性近似。 波浪中浮体的运动可以理解为浮体在静水中的运动受力和浮体 在波浪中约束不动时力的叠加。
5
2 v*2 CdVm
式中： Cd 为摩擦系数， Vm 为参考平均速度（通常为
硬，其抗压强度比纯水冰低，约为纯水冰的 3／4 大小，而多年 冰的盐分经过排析后降低了盐度，使其强度和刚度又比单年冰 高。
14、海冰的破坏形式有哪些？
海冰的破坏形式： 海冰在与海洋结构物相互作用时总是要设计成 海冰先遭到破坏，所以海冰的强度极限是海冰研究的重点，它的 大小与海冰的破坏形式相关。 据观测，海冰与结构物相互作用中的破坏形式有挤压破 坏、剪切破坏、弯曲破坏、压曲破坏、损伤、断裂扩展等不同形 式，与海冰自身的物理力学特性有关，同时与海洋工程结构物的 结构形式与构件布置也有关。
波浪激励力和水动力系数
波浪激励力和水动力系数
1. 波浪激励力
波浪激励力是指波浪对海洋结构物产生的作用力。
它是海洋结构物设计中必须考虑的重要因素之一。
波浪激励力的大小取决于波浪特性(波高、波长、波周期等)和结构物的几何形状和尺寸。
波浪激励力可分为惯性力和阻力两部分。
惯性力与结构物的加速度有关,是由于结构物在波浪运动中产生的惯性引起的;阻力则是由于结构物在波浪中运动时遇到的流体阻力造成的。
2. 水动力系数
水动力系数是用来描述流体对物体产生的力的经验系数。
它们通常是通过理论推导或实验测量得到的。
在海洋工程中,常用的水动力系数包括:
(1) 惯性力系数(Cm):描述惯性力的大小。
(2) 阻力系数(Cd):描述阻力的大小。
(3) 升力系数(Cl):描述升力的大小。
这些系数的值取决于雷诺数、物体的形状和运动状态等因素。
准确估计这些系数对于精确计算波浪激励力至关重要。
在设计海洋结构物时,需要综合考虑波浪激励力和水动力系数,以确保结构物的安全性和可靠性。
许多数值模拟软件已经包含了这些力学
模型,可以帮助工程师进行更精确的分析和优化设计。
波浪激励力和静水恢复力
波浪激励力和静水恢复力波浪激励力和静水恢复力是海洋科学研究中的重要概念。
在海洋工程、海洋资源开发等领域应用广泛。
本文将简要介绍这两个概念及其相关内容。
一、波浪激励力波浪激励力是指波浪作用于海洋建筑物或设施上的力量。
这种力量是由波浪的冲击力和水流动力造成的。
波浪激励力的大小与波浪高度、波浪周期、波浪入射角等因素有关。
在海洋工程中，波浪激励力是一个非常重要的参数。
根据波浪激励力的大小，可以评估海洋建筑物的安全性和可靠性。
二、静水恢复力静水恢复力是指水对物体产生的向上的浮力。
在静水中，物体受到的重力和向上的浮力相等，因此物体保持浮在水面上。
静水恢复力的大小与物体的体积、水的密度和重力加速度有关。
在海洋工程中，静水恢复力是一个重要的设计参数。
根据静水恢复力的大小，可以确定海洋建筑物的净重和浮力。
波浪激励力和静水恢复力是海洋工程中两个重要的力量。
它们的关系可以简单地概括为：波浪激励力是物体在波浪作用下所受到的力量，而静水恢复力则是物体在水中所受到的向上浮力。
在海洋工程中，波浪激励力和静水恢复力是相互作用的。
如果波浪激励力大于静水恢复力，海洋建筑物就会沉没或翻覆；如果波浪激励力小于静水恢复力，海洋建筑物就会浮在水面上。
四、应用波浪激励力和静水恢复力在海洋工程中有着广泛的应用。
例如，在海上风电场中，风机塔架的稳定性和可靠性需要通过波浪激励力和静水恢复力的分析来评估。
又如，在海底油气开采中，油气管道的设计和安装也需要考虑波浪激励力和静水恢复力的影响。
此外，在海洋工程中，波浪激励力和静水恢复力的研究还涉及到海洋测量、海洋气象等多个领域。
波浪激励力和静水恢复力是海洋工程中两个重要的概念。
它们的大小和相互作用对海洋建筑物的安全性和可靠性具有重要的影响。
在海洋工程中，需要对波浪激励力和静水恢复力进行详细的研究和分析，以保证海洋建筑物的稳定性和安全性。
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波浪激励力和静水恢复力
引言：
在海洋科学中，波浪是一种常见的自然现象，它们不仅给人们带来了美丽的海景，还对海洋的生态环境和人类的生产生活产生了重要的影响。
波浪激励力和静水恢复力是波浪运动过程中两个重要的力。
本文将对波浪激励力和静水恢复力进行详细介绍。
一、波浪激励力的产生原因和作用
1. 波浪激励力的产生原因
波浪激励力是由波浪作用于海岸或结构物上的水流引起的。
当波浪通过海岸或结构物时，波峰和波谷会引起水流的上升和下降，从而产生波浪激励力。
2. 波浪激励力的作用
波浪激励力对于海岸土壤侵蚀、海岸结构物稳定性和海洋工程建设等具有重要影响。
它能够改变海岸线的形态，加速海岸的侵蚀；对于建在海岸线上的结构物，如码头、堤防等，波浪激励力会对其稳定性产生影响。
二、静水恢复力的产生原因和作用
1. 静水恢复力的产生原因
静水恢复力是由于水的表面张力和重力共同作用形成的。
当物体浸没在水中时，水分子会通过表面张力和重力的作用产生一个垂直向
上的恢复力，即静水恢复力。
2. 静水恢复力的作用
静水恢复力是物体浸没在液体中所受到的一个向上的力，它使得浸没在水中的物体具有浮力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体所受到的浮力等于所排除的液体的重量，因此静水恢复力也是浸没物体的重力的一种抵消力。
三、波浪激励力和静水恢复力的关系
波浪激励力和静水恢复力是波浪运动过程中相互作用的两个力。
波浪激励力作用于海岸或结构物上的水流，而静水恢复力则是由于物体浸没在水中所产生的恢复力。
在波浪作用下，波浪激励力会对海岸或结构物产生作用力，而静水恢复力则会对浸没在水中的物体产生作用力。
两种力的大小和方向都与波浪的特性、海洋环境和物体的几何形状有关。
波浪激励力和静水恢复力的相互作用会对海岸线的形态和结构物的稳定性产生重要的影响。
在海岸工程建设中，需要考虑波浪激励力和静水恢复力的大小和方向，以确定合适的结构设计和防护措施。
总结：
波浪激励力和静水恢复力是波浪运动过程中两个重要的力。
波浪激励力是由波浪作用于海岸或结构物上的水流产生的，对于海岸侵蚀和结构物稳定性具有重要影响；而静水恢复力是由水的表面张力和
重力共同作用产生的，使浸没在水中的物体具有浮力，对浸没物体的重力起到抵消作用。
波浪激励力和静水恢复力的相互作用对于海岸工程建设具有重要意义，需要合理考虑其大小和方向，以确保工程的安全稳定。
通过深入了解波浪激励力和静水恢复力的特性和作用，可以更好地理解波浪运动的规律，为海洋科学的研究和海洋工程的建设提供参考和指导。