收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

波浪与浮式结构物相互作用的研究

郑艳娜  
【摘要】:为了解决社会对水产品需求增长和浅水养殖业所存在问题间日趋突出的矛盾,“深水养殖网箱的研究”被列入中国第十个五年计划中的一个重点项目。本文对此研究项目中的两种浮式结构物在波浪作用下的水动力特性进行了物理模型试验和数值计算研究。一种结构是深水重力式网箱的圆形浮架结构,另一种是浮式防波堤结构。 对浮架结构的研究方面,首先针对重力式网箱浮架的运动进行了实验室物理模型试验,先后设计了两种锚碇结构形式—折线形和直线形,对每种锚碇—浮架系统分别量测了浮架上特定点的运动轨迹以及海底锚碇点的受力历时曲线。其次在时域内对浮架结构的运动和锚碇点受力进行了数值模拟。考虑到浮架结构的尺寸特点,采用改进的Morison公式计算波浪对浮架的作用力,简化计算的同时也面临着公式中水动力系数选取的难题,本文对流阻力系数等对浮架运动的影响进行了比较分析。锚碇系统的作用力计算需要考虑锚碇系统的动态响应,根据各段锚绳张力连续的条件求解各个时刻锚绳的运动及其产生的张力。在计算出浮架受力之后通过求解刚体运动方程得到浮架结构的刚体加速度、速度和位移,进而计算下一时刻的受力,使得计算得以连续进行下去,运动方程采用四阶Runge—Kutta方法求解。通过数值结果与试验结果的比较,验证本文数值模型的正确性,为浮架结构的深入研究和整体网箱的设计提供了技术支持。 浮式防波堤的结构形式很多,本文首先选取单箱、双箱和板式浮堤进行消浪性能试验,锚链在平衡状态有一定的拖地长度,对两种拖地长度进行了比较,分析了链长对浮堤消浪性能的影响。为了能有效的削弱长波,本文进而提出了一种板—网式浮式防波堤,并对浮堤的堤宽、网数和刚度以及波浪和水流的方向等因素对浮堤消浪性能的影响进行了物理模型试验。试验结果表明结构简单的板—网式浮防波堤能够起到一定的为深水网箱消浪的作用,是一种较为经济实用的浮式防波堤,具有一定的工程应用前景。 对浮式防波堤的数值模拟采用时域边界元方法,建立了时域边界积分方程。物体在波浪中运动的时候,物体的运动决定了所受流体作用力的大小,反过来,受力又影响了物体的运动,因此,边界积分方程和物体运动方程是相互耦合的,需要同时进行求解。运动方程同样采用四阶Runge—Kutta方法求解。浮堤的锚泊系统采用静态悬链线法模拟。本文对单箱、双箱和板式的浮式结构物进行了数值计算,结果表明对固定物体的模拟结果与解析解或频域解的吻合程度较好,计算得到的系泊浮堤透射系数随波浪周期的变化趋势与试验结果相一致。


知网文化
【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 李玉成;陈昌平;李春柳;毛雨婵;;重力式网箱阻流效应的研究[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年
2 李玉成;赵云鹏;董国海;桂福坤;滕斌;;波浪与水流对重力式网箱作用的数值模拟[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
3 李玉成;赵云鹏;;深水抗风浪网箱水动力学特性研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郑艳娜;波浪与浮式结构物相互作用的研究[D];大连理工大学;2006年
2 桂福坤;深水重力式网箱水动力学特性研究[D];大连理工大学;2006年
3 赵云鹏;深水重力式网箱水动力特性数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
4 郝双户;深水重力式网箱浮架的流固耦合研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 崔江浩;重力式养殖网箱耐流特性的数值模拟及仿真[D];中国海洋大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978