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《哈尔滨工程大学》 2012年
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浮式结构与柔性构件的耦合分析方法研究

张健  
【摘要】:浮体与柔性构件的耦合分析是船舶与海洋工程浮式结构物力学分析中的关键问题,也是目前该领域研究的热点。为了探讨耦合机制,将耦合机理实用化,本文开展了相关研究工作。 本文采用基于源、偶极混合分布的边界积分方程模型并结合无限水深自由面格林函数求解了频、时域势流问题,进行了浮体三维水动力计算。利用混合模型的特点,提出了一种基于结构有限元网格信息的边界元划分方法。基于格林函数、几何物面对称性,提出了一种分解入射势的方法,使原本不具有对称性的入射势和绕射势可以应用对称性,降低了矩阵的求解规模,同时考察了计算中与对称性传递相关的效率问题。在前人提出的时域格林函数常微分方程数值解法的基础上,利用时域格林函数积分表达式性质推导出了联系格林函数及其导数的二阶微分恒等式,避免了对格林函数导数所满足的微分方程的求解,从而节省了计算量。 作者应用非线性有限元方法完成了柔性构件的动态特性求解。基于弹性杆理论并应用计及几何非线性的有限元求解格式进行了柔性构件的动力分析。通过参数敏感度分析研究了柔性构件的动态特性,分析了各种非线性因素的影响程度,总结了相关规律。 通过计算和论证总结了浮式结构与柔性构件的耦合分析方法。通过分析浮式结构与柔性构件耦合关系的物理实质,提出了两者在频域及时域的耦合模式;通过理论分析并结合工程实际提出了一些确定耦合参数的方法;针对特定算例进行了耦合运动分析,总结了一些可用于工程计算的实用性方法。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U661

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【参考文献】
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【共引文献】
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