不同自由度对浮体狭缝水体共振及共振模态的影响分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiner1312
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随着海洋工程事业的蓬勃发展,各种海洋浮式结构物层出不穷,而这些结构物之间普遍存在着狭缝,在某些特定频率入射波作用下,狭缝间水体就会发生共振反应,具体表现为狭缝处的波面剧烈抬高。本文将实际结构物简化为便于研究的物理模型,利用STAR-CCM+软件建立了粘性不可压缩流体数值波浪水池,对浮体狭缝间水体的共振现象进行了系统的研究。研究的主要目的是求得狭缝间水体的共振频率和共振波高,并且得到狭缝间水体的波高和浮体受力随入射波频率变化的规律。首先通过与实验结果的比较,对数值水池进行了系统的收敛性验证。然后对固定双浮体狭缝间水体的共振现象进行了探讨,主要研究了狭缝间宽度以及浮体吃水对共振的影响。接着对固连双浮体在具有不同自由度条件下的情况进行了相关计算,研究了不同自由度对共振现象的影响。最后对方箱-直墙系统以及迎浪侧浮体垂向运动时的情况进行了对比分析。通过对不同工况的计算与分析,发现:狭缝间宽度以及浮体吃水等参数对水体的共振频率和共振波高都有影响,随着狭缝宽度的增大,狭缝间水体的共振模式将由“活塞式”转变为“晃荡式”;浮体的不同自由度对狭缝间水体的共振影响程度不同,浮体的橫荡和横摇能够减小狭缝间水体的共振频率,而浮体的垂荡能够较大地增加其共振频率;方箱-直墙情况下狭缝处水体的共振相较于双浮体固定情况也存在着不同;迎浪侧浮体的垂荡能增大狭缝处水体的共振频率,并且减小共振波高。通过研究浮体狭缝间水体的共振现象和共振机理,可以用于指导实际的工程运用,有着积极的实际工程意义。
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