Andrianov 等[20]分别研究比较了超大型浮体在浅水、有限水深和无限水深情况下的水

弹性响应。 

1。4。2   水弹性分析方法 

近年来，出现了多种计算结构水弹性响应的方法，主要分为两类，一种为模态展 开法，一种为直接法。模态展开法就是将结构的运动响应与变形进行模态展开，然后 通过求解运动方程得到每个模态的运动响应与变形，然后将各个模态的运动与变形相 叠加，得到整体系统的运动响应与变形。直接法可以直接得到整体结构的运动与弹性 变形，不用对结构运动进行模态展开，也不关心每个模态的运动与弹性变形。通过对 流场控制方程与结构振动微分方程进行一定的假设与简化，直接求解控制方程，得到 结构的水弹性响应。超高阶模态在振动中占主导地位时，使用直接法更加方便快捷。 模态分析法也分为两类，干模态法与湿模态法，对于模态函数与物面条件，也分为干 振型函数、干物面条件和湿振型函数、湿物面条件。湿模态法需要另外计算附加质量 和辐射阻尼对模态振型的影响，计算十分复杂。而干模态法选取一些正交模态或者结 构在空气中的自然模态来分析其振动，可以确定模态函数的特征，所以较湿模态法更 为简便。 

1。5   本文研究内容 

本文基于三维势流理论，将特征方程的振型解作为物面条件，建立以辐射势和绕 射势为未知数的水动力边界元模型，将水动力系数，波浪激励力和位移的模态展开式 带入到模型中，获得结构与流场的耦合运动方程，通过求解结构运动方程得到各阶模 态振型幅值，代回到位移表达式计算结构的水弹性响应。主要内容为以下几个方面: 

（1）绪论:介绍了研究超大型浮体的意义，以及各国对于超大型浮体的研究现 状，同时也列出了现实中成熟的超大型浮体的工程实例，并且简单介绍了水弹性理论。 

（2）第二章：介绍流场控制方程和微幅波理论，介绍微幅波理论中流场边界条 件（包括底面条件、物面条件、自由面运动学条件、自由面动力学条件和无穷远条件）， 通过波幅与波长和水深之比均为小量、流体质点的运动速度也是小量等假设实现边界 条件的线性化。并且介绍如何用分离变量法解拉普拉斯方程，并给出了流场控制方程 的通解。 来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

（3）第三章：介绍用于求解超大型浮体水弹性响应的三个假设：微幅波假设、 二维各向同性薄板假设及不可压缩理想流体无旋假设。介绍了用特征函数法求解速度 势，给出了入射势、绕射势和辐射势具体的求解过程。给出了基于薄板理论的超大型 浮体运动方程，得到了其水动力系数表达式。 

（4）第四章：首先通过与文献实验结果的对比，验证了本文分析方法和使用程 序的正确性，同时也考虑了不同的浮体参数如刚度和水深等对浮体水弹性响应的影 响。再分别计算了吃水为 0。007 米、0。0083 米、0。009 米时的浮体所受弯矩和位移。 

（5）第五章：采用 Chong Wu[21]等的实验模型，分别取水深为 1。1 米、1。3 米和 1。7 米，计算了波浪参数的改变对浮体水弹性响应参数如浮体前八阶模态波浪激励力、 辐射阻尼、广义附加质量的影响。