【技术实现步骤摘要】
计及海底地形及波浪影响的浮体水弹性响应分析方法
本专利技术涉及水动力
，尤其是一种计及海底地形及波浪影响的浮体水弹性响应分析方法。
技术介绍
设计所依据的环境条件与载荷的合理程度是决定浮式结构物使用安全性的最关键因素，而合理地预估早“复杂多变”环境中“漂泊不定”的浮体结构所承受的载荷，几乎是科技界面临的永恒挑战。随着海洋结构物大型化、多任务化和遭遇环境复杂化的趋势逐渐明显，需要在船舶和海洋工程装备的设计和评估中采用水弹性力学分析方法。现有的三维船舶水弹性力学理论和分析软件已广泛应用于深水或有限水深开阔海域的各类浮式结构物的流固耦合分析，但经典三维水弹性分析方法只能考虑均匀波浪、等深浅水或无限水深，具有一定的局限性，一旦将浮体置于海底地形复杂、水深又足以影响其受力与响应的浅海域，现有三维水弹性分析方法中基于深水或有限水深Green函数的开阔海域势流模式已不再适用。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种计及海底地形及波浪影响的浮体水弹性响应分析方法，本专利技术的技术方案如下：
【技术保护点】
1.一种计及海底地形及波浪影响的浮体水弹性响应分析方法，其特征在于，所述方法包括：/n构建浮体的近场计算域和远场计算域，所述近场计算域是浮体所在的包含第一预定区域的海域，所述远场计算域是波浪入射方向上与所述近场计算域相邻的包含第二预定区域的海域，所述远场计算域与所述近场计算域之间的虚拟交界面为远近交界面，波浪由所述远场计算域的远场入射面向所述近场计算域传播；/n建立所述远场计算域的水波局域模型，所述水波局域模型用于模拟所述远场计算域内波浪的传播变形情况；/n基于所述远场计算域的远场海底边界条件以及远场入射面的流场信息求解所述水波局域模型得到所述远近交界面的流场信息；/n将所...
【技术特征摘要】
1.一种计及海底地形及波浪影响的浮体水弹性响应分析方法，其特征在于，所述方法包括：
构建浮体的近场计算域和远场计算域，所述近场计算域是浮体所在的包含第一预定区域的海域，所述远场计算域是波浪入射方向上与所述近场计算域相邻的包含第二预定区域的海域，所述远场计算域与所述近场计算域之间的虚拟交界面为远近交界面，波浪由所述远场计算域的远场入射面向所述近场计算域传播；
建立所述远场计算域的水波局域模型，所述水波局域模型用于模拟所述远场计算域内波浪的传播变形情况；
基于所述远场计算域的远场海底边界条件以及远场入射面的流场信息求解所述水波局域模型得到所述远近交界面的流场信息；
将所述远近交界面的流场信息作为所述近场计算域的入射边界的条件，基于Rankine源和所述近场计算域的边界条件求解得到所述近场计算域内浮体的水动力系数、时延函数、入射波浪激励力和绕射波浪激励力；
将计算得到的所述水动力系数、时延函数、入射波浪激励力和绕射波浪激励力代入浮体三维时域水弹性运动方程并求解，得到所述浮体在海底地形及波浪影响下的三维水弹性响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述远场计算域的水波局域模型，包括采用Boussinesq方程建立所述水波局域模型，包括：
建立所述远场计算域的质量守恒方程为：
建立所述远场计算域的动量守恒方程为：
其中，η表示波面升高，ηt表示波面升高η对时间t的导数，h表示水深，表示在垂向坐标位置z＝zα＝-0.531h处的水平质点速度，表示水平质点速度对时间t的导数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述远场计算域的水波局域模型在沿着波浪入射方向的两侧的侧面消波边界上进行消波处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述近场计算域的各个边界上布置Rankine源并基于边界条件求解时，辐射波速度势和绕射波速度势满足浮体平均湿表面上的流-固耦合界面条件、所述近场计算域的近场海底边界条件和自由表面边界条件。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述近场计算域的自由面动力学条件中加入有耗散项对所述近场计算域的消波边界进行人工消波。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，求解得到所述近场计算域内浮体的水动力系数，包括：
确定第k阶模态的运动引...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁军，王琦彬，王思雨，苗玉基，俞俊，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。