【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程，特别是一种内含环板双圆筒型防波堤阵列辐射水动力评估方法。
技术介绍
1、在实际工程中，为满足特定需求，内含环板双圆筒型防波堤往往采用阵列型式连续布置，以形成对受保护海域的完整掩护。然而，针对阵列结构，尤其是地震作用下引发的波浪辐射问题相较于孤立柱结构更为复杂。尽管之前的研究关注了“内含环板双圆筒型防浪结构辐射水动力评估方法”，但现有的孤立柱结构通常采用的辐射水动力评估方法已经不再适用于阵列结构。
2、对于孤立柱结构而言，在地震作用下，其仅需承受辐射波浪的影响。然而，在阵列结构中，第k个圆柱不仅需要应对自身的辐射波浪，还必须应对阵列中其他圆柱产生的辐射波，以及这些辐射波引发的第k柱的绕射波。因此，对于阵列结构而言，流场速度势的计算必须综合考虑每个柱体的辐射波和绕射波，否则可能导致辐射水动力响应被低估，从而对结构安全构成威胁。
3、目前存在一个显著的技术缺陷，即缺乏完善的解析分析方法，能够有效分析任意数量、任意排布的内含环板双圆筒型防波堤阵列的辐射响应。现有技术无法很好地处理阵列结构的复杂性，特别是在考虑多个柱体相互影响的情况下。这限制了工程师们在设计防波堤时对结构性能进行准确评估的能力。
4、此外，现有方法未能充分考虑地震引起的复杂波浪辐射问题，而仅仅将其简化为单一的辐射波。由于地震作用下引发的波浪特性更加复杂，因此需要更为精细和全面的水动力评估方法来确保结构的安全性。
5、综上所述，尽管过去的研究为内含环板双圆筒型防波堤阵列的辐射水动力提供了一定的基础，但当
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种解决阵列型内含环板双圆筒型防波堤在地震作用下复杂波浪辐射问题的技术挑战，当前的研究面临着孤立柱结构水动力评估方法不适用、缺乏对阵列结构多柱相互影响的全面考虑以及对地震引发波浪特性不足的限制等问题的内含环板双圆筒型防波堤阵列辐射水动力评估方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种内含环板双圆筒型防波堤阵列辐射水动力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
3、s1.建立坐标系：
4、以同心圆柱结构中心和静水面的交点为原点，建立n个柱坐标系okrkθkzk)k＝1,2,3,...,n)和n个笛卡尔坐标系okxkykzk(k＝1,2,3,...,n)，其中zk轴垂直向上；
5、s2.划分流域，将整个流场划分为外域和内域：
6、将整个流场划分为1个外域ω0(a2＜rk,0≤θk≤2π,-h≤zk≤0)和n个内域ωk(a1<rk≤a2,0≤θk≤2π,-h≤zk≤0)；
7、其中，h表示水深，a1表示内圆柱半径，a2表示外圆筒半径；
8、s3.开孔边界条件假定：
9、其中，设定多孔环板的边界条件表达式：
10、
11、设定多孔外圆筒的边界条件表达式：
12、
13、上式中，
14、φkr(k＝0,1,2,3,...,n)表示第k个流域的辐射速度势；
15、i表示虚数单位；
16、公式(1)中的上角标+和-分别表示多孔环板的上表面和下表面；
17、公式(2)中的上角标+和-分别表示外圆筒的外表面和内表面；
18、σq表示多孔效应参数；
19、dq表示开孔环板的淹没深度；
20、下角标q＝1表示上多孔环板，q＝2表示下多孔环板，q＝3表示外圆筒；
21、σq通过下式计算：
22、σq＝μ/(ρlqωr)， (3)
23、式中，
24、ρ和μ表示水的密度和动态粘度；
25、lq表示具有长度单位的孔隙度系；
26、ωr表示波浪圆频率；
27、
28、s4.确定内域和外域的辐射速度势：
29、在结构发生圆频率为ωr的振荡条件下产生的振动瞬时位移ζj(t)表示为：
30、
31、上式中，
32、re表示取复数的实部；
33、i表示虚数单位；
34、t表示时间；
35、ζj表示结构在第j个模态下的振幅；
36、下角标j＝1,2分别表示纵荡模态(沿x方向振荡)和横荡模态(沿y方向振荡)；
37、根据式(4)，结构的振动速度的表达式为：
38、
39、ζj表示结构在j方向的振幅；
40、结构第k个内域辐射速度势满足的物面条件为：
41、
42、其中nj为单位法向矢量分量，
43、
44、根据物面条件式(6)的右端形式，将内域辐射速度势设为：
45、
46、其中，为内域的规范化辐射速度势，即表示内圆柱在j方向以单位速度振荡时产生的速度势；
47、内圆柱的物面条件表达式为：
48、
49、外域辐射速度势设为：
50、
51、其中，称为外域的规范化辐射速度势，即表示结构在j方向以单位速度振荡时外域产生的辐射速度势；
52、上述外域的规范化辐射速度势推导过程为：
53、当结构发生振荡，圆柱阵列的外域总速度势可表示为：
54、
55、其中，
56、表示在第j个模态下，圆柱阵列在整体坐标系orθz下的外域总速度势；
57、表示在第k个局部坐标系下，第k柱做微幅振动所辐射出的流体扰动；表示除k柱外其他所有圆柱的辐射波作为入射波传播到该圆柱附近产生的绕射扰动；
58、同心圆柱阵列外域总速度势的辐射分量满足如下控制方程和边界条件：
59、
60、上式中，
61、
62、g表示重力加速度；
63、ωr表示结构振荡的圆频率；
64、k0r表示结构振荡引发的辐射波波数；
65、满足(11)式的第k柱的外域辐射分量速度势表示为：
66、
67、其中，表示未知系数，径向特征函数rm(knrk)和垂向特征函数zn(zk)分别为：
68、
69、
70、外域总速度势的绕射分量满足如下控制方程和边界条件：
71、
72、满足(15)式的第k柱的绕射分量速度势表示为：
73、
74、其中，表示未知系数，径向特征函数rm(knrk)和垂向特征函数zn(zk)分别见(13)和(16)；
75、根据式(10)、(12)和(16)，阵列外域的总速度势表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内含环板双圆筒型防波堤阵列辐射水动力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种内含环板双圆筒型防波堤阵列辐射水...
【专利技术属性】
技术研发人员：张二林，王广原，顾龙声，郝博，王春亮，刘永辉，孔庆昆，赵靓，
申请(专利权)人：天津水运工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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