穿浪式浮標(biāo)水動(dòng)力分析與系泊計(jì)算.pdf

1、廣袤的海洋擁有著極其豐富的資源，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)海洋資源的開發(fā)力度不斷加大，對(duì)海洋資源的開發(fā)和利用逐步由近海走向遠(yuǎn)海深水海域。海洋浮標(biāo)作為一種重要的海洋監(jiān)測(cè)工具與觀測(cè)基站，在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域可發(fā)揮其獨(dú)特的作用，能夠定時(shí)、定點(diǎn)、持續(xù)對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送給相關(guān)部門。我國(guó)有著長(zhǎng)達(dá)18000公里的海岸線，隨著“海洋強(qiáng)國(guó)”等戰(zhàn)略的實(shí)施，迫切需要對(duì)我國(guó)東南沿海的深水海域設(shè)立海洋監(jiān)測(cè)浮標(biāo)站，需要一種可在深水惡劣海況下

2、穩(wěn)定工作的海洋浮標(biāo)。
　　為設(shè)計(jì)一種新型穿浪式海洋浮標(biāo)，本文在綜述目前世界上常用的海洋浮標(biāo)的類型和特點(diǎn)及世界各國(guó)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　(1)分析比較Morison公式和三維勢(shì)流理論，根據(jù)三維勢(shì)流理論對(duì)所設(shè)計(jì)的穿浪式浮標(biāo)進(jìn)行頻域水動(dòng)力分析，主要對(duì)穿浪式浮標(biāo)在不同頻率、不同浪向角規(guī)則波作用下的運(yùn)動(dòng)幅值響應(yīng)算子(RAO)、波激力、附加質(zhì)量、輻射阻尼進(jìn)行計(jì)算。
　　(2)推導(dǎo)懸鏈線方程，并分

3、別采用懸鏈線方程和分段外推數(shù)值分析法對(duì)浮標(biāo)系泊纜索的靜力特性進(jìn)行分析，考察系泊纜索內(nèi)部張力的影響因素;對(duì)系泊纜索的動(dòng)力特性進(jìn)行計(jì)算。
　　(3)利用頻域分析計(jì)算得到的穿浪式浮標(biāo)頻域水動(dòng)力系數(shù)，根據(jù)Commuins脈沖理論將其轉(zhuǎn)化到時(shí)域內(nèi)，建立浮標(biāo)系統(tǒng)耦合運(yùn)動(dòng)方程，對(duì)穿浪式浮標(biāo)所處海域的海文氣象條件進(jìn)行研究，確定浮標(biāo)系統(tǒng)所受風(fēng)、浪、流載荷，對(duì)浮標(biāo)系統(tǒng)的時(shí)域運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行仿真分析，主要包括浮標(biāo)系統(tǒng)所受載荷時(shí)間歷程、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間歷程、系泊