矩形月池内流体的固有振动特性研究

摘要

钻井船、FPSO及Spar平台等海洋结构物，根据实际需要通常在结构上布置垂直方向贯穿结构主体的月池结构。本文研究二维矩形月池流体的固有振动特性.基于线性势流理论,采用Galerkin展开,将问题转化为月池固有振动频率的特征值问题,求解固有频率及速度势函数中的系数矩阵,得到二维矩形月池固有频率和振型的半解析解,分析了月池几何参数对月池流体自振特性的影响.研究表明,由于内部与外流连通,月池流体呈现垂向活塞(piston)振动及晃荡(sloshing)运动两种形式.垂向活塞振动模态频率的变化主要受液面高度影响,随液面高度增加而减小;晃荡模态频率主要受月池宽度影响,随月池宽度增加而减小.活塞振动模态振型在液面较浅时出现波峰,随液面高度增加而消失.