HydroSTAR对12000吨LNG船在波浪中运动分析(7)_毕业论文

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HydroSTAR对12000吨LNG船在波浪中运动分析(7)

(5)波流干扰及波浪增阻

(6)浮体结构内部液体运动的影响

(7)航速效应的影响

(8)浮体结构上起吊车摇晃载荷的影响

(9)二阶低频载荷

(10)二阶高频载荷

(11)最新发展的波浪漂移力的中场计算方法

(12)无限水深、有限水深与岸壁环境条件的限制

(13)多个浮体的相互干扰的阻尼模仿算法

(14)面元法计算和细杆单元毛里森公式计算的混合模型

(15)浮体四周的波浪计算

(16)波漂阻尼

(17)粘性阻尼估算

(18)海浪对浮体的砰击和上浪计算

3。2  HydroSTAR的先进功能

(1)理想的流体公式

经典的势流理论在不同机制下,其预测谐振波运动在实际中很大程度上是没有限制的,为了避免不切实际的谐振波运动,我们需要给动量方程假定一个力,正如Guevel (1982)所述,该力用于表示各种来源的能量耗散,无需修改非粘性的和无旋的属性。其结果的耗散项是存在于自由表面上的一个经典边界条件。其中所谓的“理想流体”适用于许多理论,作为其基础分析。其中的一个应用实例,预测波在并排放置的两个船舶之间侧面的间隙中的运动分析。

(2)格林函数及其影响系数

一阶边值问题的积分方程可以通过格林定理进行推导。Fourier-Hankel积分表达的基本解决方案是借由波绕射和辐射问题所涉及的格林函数来实现的。有限水深格林函数可以分解为深水格林函数[20]和两个表示海底作用效果的常规函数。其中常规函数是对Chebychev多项式的三个变量进行近似替代,用于评估其精确度。此外,还分别涉及到其特殊功能,及深水格林函数利用Chebychev多项式的一个或两个变量所作出的近似估计。结果表明,多项式近似估计在格林函数的计算中是非常高效的。除此之外,Chen(1993)独创性给出了有限水深格林函数,其功能使我们在对它的数值计算时更加高效。

(3)消除不规则频率的影响

当边界积分方程(BIE)满足流体域的控制方程,我们可以利用格林函数去计算。因此,实际物体表面的物理问题和假定的内部域问题能够同时得到解决。但假若格林函数在某些特殊频率时,使内部问题无唯一解,那么其外部解也将受到影响,并会在该频率引起某些重要参数的误差。为了消除这些不规则频率,我们可以通过在边界积分方程中引入一个虚构的自由表面的扩展的方法。利用这种方法,我们能够对它的边界值问题进行相应修改,从而使其内部域有唯一解。如果我们能够用一个适当的方式使其内部表面离散化,我们就可以消除所有的不规则频率,或者至少将不规则波移至足够远处。其内表面网格将由HydroSTAR自动生成。

(4) 耐波性晃荡耦合分析

在HydroSTAR中,我们需要考虑耐波性和单独的晃荡问题。其中,晃荡问题只有在线性情况下才会被考虑。内部边界值问题与物体六自由度的运动相关联。将上述的内部和外部边界条件结合运动方程,将得出其计算结果。由于没有考虑势流理论中用于封闭性问题的阻尼条件,我们对物体表面的边界条件进行了修改,引入模拟耗散参数用以包含由粘性效应所产生的能量耗散。该耗散参数由人工阻尼对应的模拟试验结果校准后得出。

(5) 二阶负荷计算公式

HydroSTAR的用户能够选择不同公式对二阶负荷进行计算。除了经典的近场法和远场法,也可应用中场法进行计算。中场法从物体表面到控制面有一定的距离,和远场法一样有水平漂移加载数值快速收敛的优点。此外,在多物体条件下,中场法控制面可以围绕物体并施加在包围物体的波浪载荷上,而远场法规定,其波浪载荷加载于所有物体,无法加载于单一物体。中场法多应用于多体的相互作用。 (责任编辑:qin)