離散組合體穩(wěn)性曲線計算原理與程序?qū)崿F(xiàn).pdf

1、隨著人類對海洋資源開發(fā)的日益加大以及伴隨著海洋工程技術(shù)的不斷發(fā)展,海洋結(jié)構(gòu)物的類型和結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜多樣.同時,隨著這些海洋結(jié)構(gòu)物工作海況的日趨惡劣,其穩(wěn)性問題已經(jīng)越來越引起人們的重視.基于此目的,為了探討適用于各種類型海洋浮式結(jié)構(gòu)物的通用穩(wěn)性計算方法,該文提出了離散組合思想和離散組合體的概念.該概念的提出是考慮到大多數(shù)非常規(guī)船體的結(jié)構(gòu)形狀均具有多樣性與組合性的特點,使得在對其進(jìn)行幾何定義和幾何特性計算時若作為一個整體考慮則十分復(fù)雜,而

2、若分解為若干單元則相對簡化.文中將離散組合體的單元分為兩類:體素單元與不規(guī)則單元,并分別給出了各自的幾何定義方法以及浮態(tài)坐標(biāo)系的選取原則.同時推導(dǎo)了任意浮態(tài)下水線面分別相對于整體相連坐標(biāo)系與單元體相連坐標(biāo)系的點法式方程,進(jìn)而求出了整體浮態(tài)參數(shù)與單元體浮態(tài)參數(shù)的相互關(guān)系.在浮態(tài)參數(shù)方面,該文同時選取了傳統(tǒng)的橫傾角θ、縱傾角ψ和傾斜方向角ω、傾斜角ζ兩類角參數(shù).對于海洋結(jié)構(gòu)物來說前一類角參數(shù)在浮態(tài)方程的求解方面有其傳統(tǒng)的方便性,而后者則在實

3、際浮態(tài)的表達(dá)上更為直觀.文中給出了二者之間的變換關(guān)系.參考常規(guī)船體與水線面的求交算法,該文給出了單元體與水線面的求交方法以及幾何特性的計算,并根據(jù)坐標(biāo)變換原理得出了整體對應(yīng)要素的計算式,求出了離散組合體的靜水力要素.對于穩(wěn)性曲線的計算,該文首先對比了離散組合體與常規(guī)船體大角穩(wěn)性計算的差異,接著給出了離散組合體在任意傾斜方向下的三維靜穩(wěn)性臂計算公式,提出空間最小穩(wěn)性回復(fù)力臂曲線的概念.并根據(jù)浮體傾斜過程中滿足能量最小的原則,采用最優(yōu)化方法