船型系泊浮体在破损情况下的运动研究

摘要

浮式栈桥码头系统是一种设置于近岸水域，用于驳运船及小型运输船等靠泊作业的浮式结构物，一在恶劣的海况下可自行拆卸为多个浮体在系泊状态下生存，此时极易因相互碰撞出现破损，计算分析浮式码头以及标准单元系泊状态下结构破损进水后的运动响应问题成为目前急需解决的问题之一。本文将船型系泊浮体--栈桥通道标准模块单元在破损情况下的运动响应问题作为研究内容，力图寻找一种较为精确而实用的方法解决上述问题。 由于系泊浮体的运动与非线性作用有着密切关联，不能用线性理论精确预测，因此必须发展能够将这些非线性因素考虑在内的研究方法。本文采取非线性时域模拟的方法，考虑到栈桥通道标准模块单元型线特点，采用二维点源分布法求解作用在整个栈桥通道标准模块单元上的水动力系数及波浪力，利用增加重量法处理系泊浮体破损状态下的进水影响，将单点系泊系统视为具有线性恢复刚度的弹簧，建立了规则波作用下非线性系泊浮体破损运动响应微分方程式，编制了基于四阶龙格库塔方法的非线性系泊浮体破损时域下运动响应程序。建立的力学模型及数值模拟程序适用于细长体型的船型系泊浮体破损后运动分析。 本文对系泊状态下栈桥通道一个标准模块单元进行完整和破损两种情况下的运动响应进行实例计算研究，并对所得结果进行了深入地比较和分析。

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第一章绪论

1.1本课题研究的意义和国内外研究动态

1.1.1系泊浮体在破损情况下运动研究的意义

1.1.2船型浮体运动研究概况

1.2船型系泊浮体在波浪上运动的计算方法

1.2.1切片理论概述

1.2.2切片法的理论基础

1.2.3本文基本理论假定

1.2.4船型系泊浮体运动的计算

1.3本文的研究目的和主要研究内容

第二章船型系泊浮体的运动方程

2.1坐标系的选取

2.2船型系泊浮体的运动方程

2.2.1完整船型系泊浮体的运动方程

2.2.2破损状态下船型系泊浮体的运动方程

2.3船型系泊浮体运动方程中相关参数的求解

2.4船型系泊浮体运动在数值求解过程中的方程处理

第三章水动力系数

3.1源汇分布法简介

3.2源汇分布法求解辐射势

3.2.1速度势的分解

3.2.2源汇分布法的定解条件

3.2.3源汇分布法的理论解

3.2.4源汇分布法的数值解

3.3系泊力和破舱进水的处理

3.4水动力系数数值求解过程中的相关处理

第四章实例计算

4.1栈桥通道标准单元

4.2计算条件及方法

4.3数据结果及比较分析

4.3.1完整栈桥单元的运动分析

4.3.2破损栈桥单元运动响应分析

4.3.3本章小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢