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多浮筒式浮体波浪载荷与结构响应分析
| 论文题名： | 多浮筒式浮体波浪载荷与结构响应分析 |
| 关键词： | 多浮筒式浮体;波浪载荷;气隙响应;运动响应;屈服强度 |
| 摘要： | 多浮筒式浮体是近年来新出现的一种海洋平台形式之一，主要布置于近海海域或岛礁附近，其潜在用途包括海上办公、会议、展览、旅游、浮动码头及停机坪等。但目前国内外的平台建造规范中并没有针对该结构形式平台的计算载荷与结构分析提出明确的规定，所以对该类型浮式平台进行波浪载荷和结构响应分析研究，提出相应的计算评估方法具有工程实际意义，主要内容如下: (1)基于三维势流理论和莫里森公式，采用频域线性预报方法对不同工况下平台纵剖面横向分离力、纵向剪力、上建加速度、浮体测点相对波面速度等特殊载荷及其他常规载荷进行波浪载荷响应分析，总结提出了该类型浮体设计载荷的确定方法; (2)基于气隙预报理论、绕射辐射理论、平台位移偏移衡准，计及风和流的作用以及系泊系统与浮体之间的耦合作用，建立浮体运动的数学模型。考虑多浮筒式浮体的结构特点，对浮体的运动和波面升高进行非线性时域耦合分析，得到各气隙监测点处气隙响应与浮体六自由度运动响应的极值，总结提出了适用于该型浮体的气隙监测点布置方式并验证多点系泊浮体的运动响应是否满足规范要求; (3)应用设计波法确定浮体对应各载荷分量的20年一遇设计波，通过有限元分析方法对浮体进行屈服强度和变形校核，依据分析结果对该类型浮体总体结构强度与变形分析工况的选择提出了建议; (4)基于平板砰击理论与子结构法，通过气隙响应分析确定浮体易受波浪砰击的危险点，并确定砰击作用位置处压力极值与砰击作用范围，将压力载荷加载到局部模型上进行有限元分析，提取各部位应力结果并与局部砰击校核衡准相比较，校核浮体遭受波浪砰击作用时的结构安全性，总结提出了该类型浮体局部砰击强度评估方法建议。 |
| 作者： | 曲况男 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 任慧龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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