自升式海洋平臺環(huán)境載荷實驗與分析方法

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 海洋環(huán)境載荷研究及進展 8
1.2.1 波流載荷研究 8
1.2.2 風載荷研究 15
1.3 海洋環(huán)境載荷研究中的若干問題 17
參考文獻 19
第2章 自升式海洋平臺環(huán)境載荷理論分析方法 26
2.1 波流載荷理論 26
2.1.1 莫里森方程 26
2.1.2 波浪理論 28
2.2 風載荷理論 35
2.2.1 風力系數(shù) 35
2.2.2 形狀系數(shù) 35
2.2.3 風壓系數(shù)及體型系數(shù) 36
2.3 相似理論 37
2.3.1 水動力學實驗相似準則 37
2.3.2 風載荷實驗相似準則 39
參考文獻 41
第3章 自升式海洋平臺波流載荷系數(shù)實驗方案設(shè)計 42
3.1 單弦桿水動力實驗方案設(shè)計 42
3.1.1 實驗目的 42
3.1.2 實驗條件 42
3.1.3 實驗方案設(shè)計 44
3.1.4 實驗方法及步驟 50
3.1.5 實驗數(shù)據(jù)處理 51
3.2 單樁腿水動力實驗方案設(shè)計 53
3.2.1 實驗目的 53
3.2.2 實驗條件 53
3.2.3 實驗方案設(shè)計 56
3.2.4 實驗方法及步驟 60
3.2.5 實驗數(shù)據(jù)處理 63
3.3 三樁腿水動力實驗方案設(shè)計 68
3.3.1 實驗目的 68
3.3.2 實驗條件 68
3.3.3 實驗方案設(shè)計 69
3.3.4 實驗方法及步驟 74
3.3.5 實驗數(shù)據(jù)處理 77
參考文獻 79
第4章 波流載荷系數(shù)分析及計算 80
4.1 波流載荷系數(shù)求解方法 80
4.1.1 CD 和 CM 與雷諾數(shù)、KC 數(shù)的關(guān)系 80
4.1.2 CD 和 CM 的常規(guī)求解方法 81
4.1.3 CD 和 CM 的創(chuàng)新型求解方法 82
4.2 單弦桿波流載荷系數(shù)求解與分析 85
4.2.1 水動力系數(shù)求解及影響因素分析 85
4.2.2 基于線性回歸方法的水動力影響因素分析 99
4.2.3 單弦桿水動力特性影響因素綜合分析 112
4.3 單樁腿波流載荷系數(shù)求解與分析 114
4.3.1 常規(guī)方法求解 CD 及 CM 值 114
4.3.2 基于遺傳算法的水動力系數(shù)求解方法 121
4.3.3 單樁腿水動力實驗模型模擬仿真 128
4.4 三樁腿波流載荷系數(shù)求解與分析 133
4.4.1 三樁腿水動力特性分析方法 133
4.4.2 水動力系數(shù)分析 135
4.4.3 群樁效應分析 140
4.4.4 齒條效應分析 147
4.4.5 實驗模型的數(shù)值模擬 150
參考文獻 155
第5章 自升式海洋平臺風載荷研究 157
5.1 自升式平臺風載荷規(guī)范計算 157
5.1.1 自升式海洋平臺基本參數(shù) 157
5.1.2 規(guī)范規(guī)定 158
5.1.3 規(guī)范計算結(jié)果 160
5.2 平臺風載荷數(shù)值模擬 164
5.2.1 CFX 數(shù)值模擬 164
5.2.2 模擬結(jié)果分析 169
5.3 風洞實驗 173
5.3.1 風洞實驗設(shè)計 173
5.3.2 平臺模型風載荷實驗結(jié)果分析 185
5.4 平臺風載荷對比分析 192
參考文獻 195
第6章 海洋平臺環(huán)境載荷的數(shù)值模擬 197
6.1 自升式海洋平臺波流載荷模擬 197
6.1.1 海洋平臺數(shù)值模型的建立 197
6.1.2 海洋平臺模擬結(jié)果的分析 204
6.2 自升式海洋平臺風載荷模擬 219
6.2.1 CFD 理論基礎(chǔ) 219
6.2.2 海洋平臺的三維建模 221
6.2.3 風載荷模擬結(jié)果分析及驗證 225
6.2.4 風載荷模擬結(jié)果的等效處理 230
6.3 自升式海洋平臺環(huán)境載荷耦合模擬 232
6.3.1 海洋平臺數(shù)值模型的建立 232
6.3.2 海洋平臺模擬結(jié)果的分析 238
參考文獻 243
彩圖