基于海浪譜的波浪數(shù)值模擬與導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)波浪力計算.pdf

1、波浪荷載是海洋平臺結(jié)構(gòu)遭受的主要控制環(huán)境荷載之一，它直接關(guān)系到海洋平臺的選型、設(shè)計、施工，還涉及到平臺的穩(wěn)定性、動力分析等方面。海上實際測量對波浪研究來說是必不可缺的，然而由于現(xiàn)場條件的復(fù)雜性和嚴(yán)峻性，海上測量不僅費(fèi)用昂貴且不易測得系統(tǒng)和精確的數(shù)據(jù)。隨著計算機(jī)的發(fā)展，通過數(shù)值的方法模擬波浪成為研究波浪的重要手段之一。如何建立合理的波浪模擬模式并將其應(yīng)用于波浪—海洋平臺結(jié)構(gòu)相互作用研究中一直是近年來的前沿課題之一。
　　本文圍繞波浪

2、的數(shù)值模擬和波浪與海洋平臺結(jié)構(gòu)相互作用進(jìn)行了以下研究：
　　1.通過自編的改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法程序求解了微幅波、二階 Stokes波浪理論的非線性波長方程，并計算了三階 Stokes波浪理論和五階 Stokes波浪理論非線性波長方程組；此外還通過該程序得出了流函數(shù)理論的最佳波剖面參數(shù)和最佳速度參數(shù)。
　　2.介紹了二維波浪數(shù)值模擬的物理模型；以 P-M譜為靶譜，成功實現(xiàn)了二維波浪的數(shù)值模擬，并討論了采樣時間間隔、采樣空間間隔、

3、樣本容量、隨機(jī)初相位和組成波個數(shù)等模擬參數(shù)對波浪模擬效果的影響；又對模擬波浪進(jìn)行了統(tǒng)計檢驗、自相關(guān)檢驗、波高分布檢驗和功率譜檢驗；還討論了模擬數(shù)據(jù)時間長度對模擬實現(xiàn)譜質(zhì)量的影響。
　　3.介紹了基于波浪方向譜的波浪數(shù)值模擬的一般方法；提出了快速模擬三維波浪算法，通過數(shù)值實驗對比，快速算法大大提高了模擬效率。
　　4.介紹了三個畸形波現(xiàn)場觀測實驗，并對基于波浪頻譜的畸形波數(shù)值模擬方法進(jìn)行了討論，得出了畸形波出現(xiàn)概率與有效波高及