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。
FPSO与运输船旁靠时液舱晃荡与船舶运动耦合效应分析
FPSO与运输船旁靠时液舱晃荡与船舶运动耦合效应分析骆阳;朱仁庆;刘永涛【摘要】During the loading and offloading operation between FPSO and a transport ship in a side-by-side case, the coupling effects of ship motion and liquid sloshing are significant. The motion responses of FPSO with liquid tanks in waves are calculated based on the three-dimensional linear frequency domain hydrodynamic analysis soft-ware,HydroSTAR( BV). The experimental results and numerical results are compared,the effectiveness of the numerical model and the calculation technique are testified. Then,coupled motion responses,which are influ-enced by twofactors,different filling ratios of front and rear tanks mounted on FPSO and side-by-side mooring system composed of the FPSO and the transport ship,are calculated. The results show that there is a shadowing effect between the two ships,and the filling ratio of tanks has some influence on the motion responses of both ships.%浮式生产储存船（ Floating Production Storage and Offloading，FPSO）与运输船进行旁靠作业时，存在两船体的运动与液舱晃荡的耦合效应。
浮体剖面载荷的几种计算方法
浮体剖面载荷的几种计算方法张天宇;韩荣贵;李磊【摘要】水中浮体的剖面载荷计算对于总体强度分析起着至关重要的作用.利用三维势流水动力软件预报浮体的运动及受力响应,以此结果为前提条件,采用三种不同的方法(压力积分法、多体法和广义模态法).计算浮体的剖面载荷:最后以一个半潜平台结构为算例,并得到三种方法的相互验证.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2011(022)002【总页数】5页(P38-41,64)【关键词】剖面载荷;广义模态;半潜平台;势流理论【作者】张天宇;韩荣贵;李磊【作者单位】烟台中集来福士海洋工程有限公司,烟台,264000;烟台中集来福士海洋工程有限公司,烟台,264000;烟台中集来福士海洋工程有限公司,烟台,264000【正文语种】中文【中图分类】U661.1水中浮体运动预报通常是基于三维线性势流理论的边界元方法，而以此为基础的软件目前已经比较成熟，如WAMIT，AQWA，SESAM，Hydrostar，这些软件能够提供刚体六个自由度的运动及受力响应。
如果想得到浮体的剖面载荷，则需要对水动力计算结果进行后处理计算。
通常人们求解剖面载荷采用直接压力积分的方法，但这种方法在进行后处理时较为繁琐，容易出错。
第二种方法是把一个浮体看作是两个相对独立的浮体，这样就产生了一个多体系统，而两个浮体之间利用刚度较大的弹簧连接，只要求出弹簧受力即可得到剖面载荷。
第三种方法是利用Newman （1993，1994）提出的广义模态法，这种方法后被T.Mathai（2000）推广，用以计算三维剖面载荷。
本文以一个半潜平台为例，利用这三种方法计算其剖面载荷，并进行对比分析。
这种方法是直接计算剖面载荷的方法，只要求得整个浮体的运动及表面压力，即可通过半个浮体的压力积分及惯性力求得指定剖面的载荷。
用两个右手坐标系，一个是大地坐标系OXYZ，坐标原点在静水面上，X轴指向艏部，Z轴垂直静水面向上并与浮心共线，另一个是连体坐标系oxyz，随物体一起平动和旋转。
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。
港口航道与海岸工程-海岸动力学：第一章至第五章 详尽知识点整理 复习备考资料
第一章 波浪理论1.波浪分类（1）按波浪形态：分为规则波和不规则波（2）按波浪传播海域的水深：h/L ≥1/2 为深水波；1/2>h/L>1/20 为有限水深波；h/L ≤1/2 为浅水波（3）按波浪破碎与否：分为破碎波、未破碎波和破后波2.波浪运动控制方程 （1）描述一般水流运动方法有两种：一种叫欧拉法，亦称局部法，另一种叫拉格朗日法，亦称全面法（2）描述简单波浪运动的理论： 一个是艾利（Airy ）提出的为微幅波理论，另一个是斯托克斯（Stokes ）提出的有限振幅波理论3.参数（1）波高H ：两个相邻波峰顶之间的水平距离（2）振幅a ：波浪中心至波峰顶的垂直距离，H=2A （3）波周期T ： 波浪推进一个波长所需的时间（4）波面升高 ）t , x （ηη= ：波面至静水面的垂直位移（5）函数表达式： ）t -kx （Acos ση=（6）圆频率：T 2πσ= （7）波速c ： 波形传播速度，即同相位点传播速度，又称相速度4.建立简单波理论的假设：流体是均质和不可压缩的，其密度为一常数；流体是无粘性的理想流体；自由水面的压力是均匀的且为常数；水流运动是无旋的；海底水平、不透水；流体上的质量力仅为重力，表面张力和柯氏力忽略不计；波浪属于平面运动，即在xz 平面内作二维运动。
5.速度φ的控制方程（拉普拉斯方程）： 02222=∂∂+∂∂z x φφ 就是势运动的控制方程。
6.拉普拉斯方程的边界条件：（1）海底表面边界条件：海底水平不透水 0z=∂∂φ ，h z -= 处（2）自由水面动力学边界条件： 0])()[(21t 22=+∂∂+∂∂+∂∂==ηφφφηηg zx z z （3）自由水面的运动边界条件：自由水面上个点的运动速度等于位于水面上个水质点的运动速度0zx x t =∂∂-∂∂∂∂+∂∂φφηη ，η=z 处（4）二维推进波，流场上、下两端面边界条件可写为：）z ,ct -x （）t ,z ,x （φφ=7.微幅波理论假设：假设运动是缓慢的，波动的振幅A 远小于波长L 或水深h7.微幅波波面方程：）t -kx （cos 2σηH =弥散方程）kh （gktanh 2=σ 波长：）kh （tanh 2gT L 2π= 波速：）kh （tanh 2gT c π= 深水波长：π2gT L 2o = 深水波速：π2gT c o = 浅水波长：gh T L s = 浅水波速gh c s =8.色散（弥散）现象：不同波长（或周期）的波以不同速度进行传播最后导致波的分散现象称为波的色散现象。
波浪增阻计算和船型优化
波浪增阻计算和船型优化郝昊;陈伟民;李传庆;许贺【摘要】采用切片法与辐射能法相结合的方法计算船舶波浪增阻,并通过减小进水角进行船型优化.以某集装箱船为母型船进行波浪增阻计算,分别比较优化前后该船的纵摇升沉运动和波浪增阻,并分别对原型船和改型船进行船模阻力试验.结果表明,该波浪增阻计算方法可行,船型优化方法可靠.【期刊名称】《上海船舶运输科学研究所学报》【年(卷),期】2019(042)001【总页数】5页(P23-26,32)【关键词】波浪增阻;切片理论;辐射能法;船型优化【作者】郝昊;陈伟民;李传庆;许贺【作者单位】上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室,上海200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室,上海200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室,上海200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室,上海200135【正文语种】中文【中图分类】U661.32;U661.710 引言随着船舶日益大型化，船舶所有人越来越注重船舶在实际海况下航行时的性能和如何降低其燃油消耗[1]。
目前，由国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)提出的船舶能效设计指数(Energy Efficiency Design Index,EEDI)是船舶行业的研究热点，其值受多种参数的影响，其中船舶失速系数fw是一个无量纲系数，由船舶多方面的性能共同决定。
由于影响fw的因素较多，本文主要选取波浪增阻作为船型优化探讨的对象。
目前计算波浪增阻的方法主要有经验公式估算法、模型试验法和数值计算法。
由于经验公式估算法的精度不高、适用性不强，模型试验法的费用高、周期长，在数值计算法不断成熟和计算水平不断提高的情况下，计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)成为重要的船舶水动力性能分析工具,在解决船型优化问题时,必须采用CFD方法[2]进行高精度的性能分析。
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。
波浪激励力的表达式
波浪激励力的表达式
【原创版】
目录
1.波浪激励力的概念
2.波浪激励力的表达式推导
3.波浪激励力的应用
正文
一、波浪激励力的概念
波浪激励力，是指在海洋工程、船舶工程等领域中，用于描述波浪对物体作用力的一种力。
在实际应用中，波浪激励力会导致结构物的振动和疲劳损伤，因此研究波浪激励力具有重要意义。
二、波浪激励力的表达式推导
波浪激励力的表达式通常由波浪的统计特性和物体的运动特性共同
决定。
根据线性波浪理论，波浪激励力可以表示为：
F = ∫ρg(t) * ∫(u/t) * cos(k * x - ω * t) dk dt
其中，F 表示波浪激励力，ρ表示水的密度，g(t) 表示波浪的加速度，u 表示物体的位移，k 表示波浪的波数，ω表示波浪的角频率，t 表示时间。
三、波浪激励力的应用
波浪激励力的表达式在海洋工程、船舶工程等领域具有广泛的应用。
例如，在设计海上平台时，需要根据波浪激励力计算结果，选择合适的抗风浪措施，以保证平台的稳定性和安全性。
此外，波浪激励力计算结果还可以用于评估船舶在波浪中的航行性能和结构强度。
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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。