多桩柱式结构在波浪作用下准俘获模态现象的研究

摘要

海洋工程中多桩柱结构的应用非常广泛,张力腿平台等多柱式海洋平台的支撑结构往往由多根立柱构成,由于这些支撑柱体彼此相距较近,相互间水动力影响较强,在特定的波浪条件下结构内部将产生准俘获模态.准俘获模态发生时大量入射波浪滞留在结构周围,并且仅有少量的散射波浪向远场传播.同时,平台附近局部位置将出现显著增大的波高,这将对平台的气隙性能带来不利影响.针对波浪作用下的四柱结构的准俘获模态,应用势流理论对其现象与机理进行了研究.数值模型通过解析解以及在某种布置下传播经过四个垂直圆柱的波的试验数据来验证.发现准俘获模态产生时,柱群内侧流体发生共振运动,波高达到一个较大的峰值,且在波浪的多次反射作用下,最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧,而柱群外侧及其中心处的波高则相对较低.