新型夹层型海工结构及其水弹性分析方法技术

本发明专利技术提供了一种新型夹层型海工结构及其水弹性分析方法，属于海工结构设计及参数计算领域。所述新型夹层型海工结构，包括上、下面板和芯材，芯材位于上、下面板之间，且芯材与上、下面板固定为一体；利用连续性条件建立方程组，结合不同状态下夹层型超大浮体的端部条件，确定速度势的展开系数，快速有效地得到夹层型超大浮体的反射系数和透射系数，以及夹层型超大浮体横向振动的挠度、弯矩和剪力；本发明专利技术方法能快速得到海工结构的水弹性动力响应，为实际工程施工设计和参数优化提供了科学指导。

【技术实现步骤摘要】
新型夹层型海工结构及其水弹性分析方法
本专利技术属于海工结构设计及参数计算领域，涉及新型夹层型海工结构及其水弹性分析方法。
技术介绍
超大型浮体在海洋资源开发、海洋旅游、岛礁驻防等民/军用领域具有重要的应用价值，夹层结构以较低自重承受较大弯曲载荷，面内载荷下有较好的稳定性，容易实现光滑平整水动力表面；超高性能混凝土(UHPC)具有轻质高、强耐久的物理特性，实施开孔设计进一步提高了材料比刚度，应用于夹层结构可使其承载性和稳定性更优。在超大型浮体的基本水弹性理论分析中，可以将问题简化为波浪与半无限漂浮弹性板的相互作用。在传统的弹性板水动力分析中，将结构视为均质的欧拉伯努利板/梁，但是对于夹层型超大型浮体水弹性分析，由于夹层型结构横向(弯曲)振动方程相对于传统单层结构更为复杂，传统的水弹性分析方法难以适用。为此，本专利技术提出新型夹层型超大浮体的水弹性分析方法，分析结果可为实际工程设计提供科学指导。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术设计了一种新型夹层型海工结构，并发展了该结构水弹性分析方法，为新型夹层型海工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新型夹层型海工结构，其特征在于，包括上、下面板和芯材，芯材位于上、下面板之间，且芯材与上、下面板固定为一体。/n

【技术特征摘要】
1.新型夹层型海工结构，其特征在于，包括上、下面板和芯材，芯材位于上、下面板之间，且芯材与上、下面板固定为一体。


2.根据权利要求1所述的新型夹层型海工结构，其特征在于，所述新型夹层型海工结构包括夹层型超大浮体，夹层型超大浮体的上、下面板为金属材料，芯材为开孔的超高性能混凝土。


3.一种根据权利要求1-2任一项所述的新型夹层型海工结构的水弹性分析方法，其特征在于，包括步骤：
步骤(1)，在坐标系中建立夹层型超大浮体的水动力分析模型，将整个流体域划分为：区域1：x≤0，-h≤z≤0；区域2：x≥0，-h≤z≤0；其中h为水深；
考虑圆频率为ω的线性波浪，速度势为Φ(x,z,t)＝Re[φ(x,z)e-iωt]，t为波浪作用浮体的时间，Re表示取实部，φ(x,z)表示复速度势，复速度势满足边界条件：和其中g是重力加速度，j表示流体区域变量；
夹层型超大浮体的弹性边界条件为：



其中，Dt和Y均为变量，且E1和E3分别为上、下面板的弹性模量，h1和h3分别为上、下面板的厚度，d为上、下面板的中心垂向距离，G为芯材的剪切模量，h2为芯材的厚度；ρ是流体的密度，ms是单位面积浮体的质量；
步骤(2)，由步骤(1)中的边界条件和控制方程得到区域1的速度势级数表达式为：区域2的速度势级数表达式为：其中H是入射波的波高，Rm、Tn是待定的展开系数，Z0(z)、Zm(z)、Y0(z)、Yn(z)均是垂向特征系数，特征值λn是弥散方程和的根，特征值km是弥散方程ω2＝gk0tanhk0h＝-gkmtankmh(m≥1)的正实根，m＝0，1，2，…；n＝Ι，Π，0，1，2，…；
步骤(3)，通过x＝0处的速度连续条件、压力连续性条件以及夹层型超大浮体的端部条件求解速度势级数表达式中的展开系数
a)利用连续性条件建立方程组，将反射势和透射势分别取N+1和N+3项近似，可以得到方程：






其中：系数系数系数δ00＝1，δm0＝0(m≠0)，km、λ0、λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，方辉，朱华丹，李爱军，李华军，刘益伦，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37