潜艇上二阶波浪力的考察

本文从公开发表的资料中选取了一典型潜艇，利用二阶波浪力的切片理论计算其在近水面航行时受到的二阶定常力和倍频力，考察了它们的随浪向、潜深及入射波频率变化的规律，特别考察了附体（首舵、尾舵及指挥台）的潜艇所受二阶波浪力的影响。对潜艇设计和航态控制有积极的指导意义。     

二维物体上的二阶波浪力

近年来,作用于固定式或浮式海洋结构物上的非线性波浪力正在引起广泛的注意。本文处理了规则波对固定的二维物体的二阶非线性影响,协调地求得了二阶绕射势,并进而得到了二阶定常波浪力和二阶倍频波浪力。 借助于切片理论,此方法和结果似也可用来预估船舶或某些半潜平台的二阶波浪作用力和二阶运动。     

二阶波浪漂移力的回归分析

二阶波浪载荷的预报对动力定位能力评估具有重要意义。对二阶波浪载荷的预报,通常可采用模型试验和数值模拟的方法。模型试验费用昂贵,数值模拟时面元划分的合理性对计算结果的影响很大,且模型试验和数值模拟周期都相对较长。采用压力直接积分法进行系列船型的二阶波浪漂移力计算,在此基础上,采用模长界限控制的正交化方法的多元多项式回归分析,给出二阶波浪漂移力的回归公式,并进行了验证分析。验证分析表明回归公式置信区间为0.95。     

船舶在波浪中航行受到的平均二阶波浪力

本文计算了船舶在波浪中航行受到的平均二阶波浪力，包括横漂力和波浪中增回加的阻力。     

基于脉冲响应函数法计算小尺度圆柱上的不规则波浪力

通过对波动传递函数的逆傅里叶变换建立脉冲响应函数的解析表达式,在仅已知不规则波波面过程线的情况下,利用脉冲响应函数与已知波面序列的卷积求得不规则波的速度场,并计算不规则波浪序列引起的水质点速度、加速度。通过与线性波浪叠加法的对比验证了方法的正确性,并应用Morison方程计算小尺度圆柱上的不规则波浪力。对不规则波浪力进行频谱分析得到:在非线性较弱时,脉冲响应法求得的波浪力谱与线性谱分析法的波浪力谱较为接近。随着波浪非线性的增强,脉冲响应法求得的速度力谱与线性谱分析法相比峰值不断增大,在低频和高频处能量增多,在主要能量区的谱宽也不断增加,而惯性力谱与线性谱分析方法结果基本相同。     

大直径圆筒结构上波浪力的数值模拟与实验研究

以线性波浪绕射理论为基础,通过有限元一无限元耦合求解,数值模拟了海上大型建筑物——大直径圆筒结构上的波浪荷载,该模型适用于任意截面的柱体,并开发了相应的软件。对处于不同位置的大直径圆简在不同工况下的波压强分布及波浪力进行了系统的模型实验研究。基于回归分析,考虑淹没、越浪、波陡、相对水深和相对筒径等的影响,给出了作用在大圆筒上的波浪力和波浪力矩的计算公式,可用于工程实践。     

船舶与海洋工程中的二阶波浪力理论

本文主要介绍二阶波浪力的一般理论和有关研究进展,重点强调国内学者的研究工作,并结合讨论理论发展中存在的难点和发展动向,旨在为有关研究工作者和设计人员提供进一步研究和应用二阶波浪力理论的基础。     

基于Boussinesq方程对大直径圆筒结构上波浪力的数值模拟

基于高阶非线性Boussinesq方程,并建立数学模型模拟波浪在大直径圆筒结构前反射,得到作用于结构上的波浪力,与公开发表的物理模型试验成果进行比较,符合较好.将其应用于某工况下圆形沉箱前波浪力的数值模拟,可为相关的工程设计提供参考依据.     

二阶波浪力数值计算与试验方法研究

目前准确测量波浪中船舶与海洋结构物二阶波浪力是一个难点,本文提出采用半约束法和弹簧系统约束法两种试验方法测量二阶波浪力.首先介绍了半约束法和弹簧系统约束法两种试验方法,然后针对某散货船采用这两种方法开展了二阶平均波浪力试验测量研究,最后将试验结果与理论计算结果进行了对比,并对两种试验方法的优缺点进行了分析.研究结果表明:两种试验方法均能准确测量二阶平均波浪力.     

用简化法计算直立圆柱墙的水平波浪力

文章从相对成熟的直立墙波浪力计算理论出发，通过数学拟合手段推导出直立墙的波浪力简化公式，并基于线性波浪绕射理论求解直立圆柱墙上波浪力的烦琐计算公式，拟合出圆柱墙波浪力的简化计算公式及相应计算修正系数。     

台阶地形上圆柱对波浪作用研究

圆柱结构是一种常见的海岸工程的建筑物形式。文中充分考虑近岸区波浪的浅水变形和折射效应,通过波浪水槽试验研究台阶地形上圆柱对波浪的作用。利用波高传感器和声学多普勒流速仪(NDV)分别测量墩柱迎浪面、侧面和背部的波高和瞬时流速。通过统计学和谱分析的方法,计算得到平均流速和频谱谱。结果表明,波浪受到圆柱结构的影响,波形不对称性加剧,次峰出现并增大,主频能量减小,倍频能量出现并逐渐增加。圆柱附近水流成三维结构,水平向的流速均大于横向和垂向,离床面越近紊动越强烈。     

张力腿平台二阶波浪力作用下运动响应分析

以延伸式张力腿平台为例,采用时域耦合分析法研究二阶波浪力对船体以及张力腿、立管的影响.在频域下计算船体结构一阶与二阶波浪力的传递函数,进而在Deepc中模拟海域的波流条件,考虑低频和高频波浪的影响,得到张力腿平台的动力响应和张力腿、立管的动张力值,并与线性的计算结果进行比较,认为在确定张力腿平台锚链的极限承载力和疲劳寿命时,应考虑高频二阶波浪力的影响.     

作用于圆柱壳结构上波浪力的多元线性回归分析

海岸工程结构的受力不同于一般土建结构,主要原因是必须考虑波浪荷载.我们进行了作用在大直径薄壳圆筒结构上波浪实验,在实验的基础上,引入多元线性回归分析对施工期作用在大直径薄壳圆筒结构上的波浪力及其弯矩的计算进行了研究,从而得到计算波浪荷载简单可行的公式.     

利用Boussinesq方程对作用于大直径圆筒结构上的波浪力进行数值模拟

采用求解Beji和Nadaoka改进的Boussinesq方程,模拟了波浪在多个串连大圆筒结构前的反射,得到了作用于圆筒结构上的波浪力。空间离散采用有限元方法,可以较好地适应圆筒结构表面形成的复杂边界形状。数值模拟结果与公开发表的物理模型试验成果进行了比较,符合较好。     

作用在双圆柱桩上波浪力准确解和有限差分解的比较

The wave force exerted on vertical piles of offshore structures is the main criterion in designing them.In structures with more than one large pile,the influence of piles on each other is one of the most important issues being concerned in past researches.An efficient method for determining the interaction of piles is introduced in present research.First the wave force is calculated by the exact method using the diffraction theory,then in the finite difference numerical method the force is calculated by adding the velocity potentials of each pile and integration of pressure on their surface.The results showed that the ratio of the wave force on each of the double piles to a single pile has a damped oscillation around unity in which the amplitude of oscillation decreases with the increase in the spacing parameter.Also different wave incident directions and diffraction parameters were used and the results showed that the numerical solution has acceptable accuracy when the diffraction parameter is larger than unity.     

小直径单立柱上的波浪荷载研究

文章介绍了小直径单立柱上波浪荷载的计算方法,并以理论计算值作为验证资料,将数值计算值与理论计算值进行对比。研究发现,计算总时长和时间步长对计算结果影响较大。当计算总时长大于15倍波浪周期,时间步长为波浪周期的1/20时,计算结果误差较小,十分接近理论解。在计算深水区小直径立柱的波浪荷载时,立柱刚度过小会使计算结果不稳定,这时应增大立柱刚度计算。     

群墩上的波浪浮托力

本文采用Ｂｉｏｔ固法理论，考虑了土介质的弹性变形和孔墩水的压缩性，用有限元方法计算了双墩沿波向串列和并列布置情况下的墩柱底部所受的波浪浮托力，给出了不同ＫＤ时群墩系数随墩距的变化曲线，并与试验结果进行了比较，结果令人满意。     

基于二阶Stokes波理论的随机波浪力谱表示法研究

目前,采用随机性分析方法计算不规则波对海洋结构物作用时一般均采用Airy波理论,并未考虑波浪非线性的影响。本文基于二阶Stokes非线性波浪理论探讨了采用非线性波浪理论时随机波浪力谱的计算方法,并用一典型算例,对本文公式的计算结果与线性波理论的计算结果进行比较。计算结果表明,在水深较深时不能忽略波浪非线性的影响。     

两浮体在波浪中二阶漂移力的三维方法研究

基于三维频域线性理论采用近场方法研究波浪中两浮体之间二阶漂移力（矩）的相互干扰,建立了两船相隔一定间距在波浪中运动的二阶漂移力（矩）的数学模型。经过数学换算,浮体的二阶漂移力（矩）可用人射速度势和扰动分布源简单表示。通过对固结的两船在横浪中的二阶横向漂移力及首摇漂移力矩的计算,得出结论与试验结果作比较,两者吻合度较好。     

新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究

通常在计算波浪与结构物相互作用时都采用规则波假定,例如Airy波和Stokes波,波高一般采用实测有效波高,这种方法认为所有的波浪能量都集中在一个波浪频率上,从而忽视了海洋波浪实际的宽谱特征使得计算出的结构物动态响应不具有代表性。该文阐述了新波浪理论(NewWave Theory)的基本概念,介绍了一种新型的极限入射波浪模型,该模型考虑了天然海浪的随机性、谱性和方向性。新建立的波浪模型不仅可以作为恶劣海域海工结构计算时最不利波浪力设计标准,而且可使系留船舶的全向二阶波浪力计算得到极大的简化,节省大量的时间成本。文中还阐述了新波浪理论模型引入到波浪与结构物相互作用水动力计算的方法和步骤。最后对一种萨哈林(Schiehallion)型FPSO在不同方向入射波作用下的平均漂流力进行了计算和讨论。