垂荡双箱间窄缝水动力共振特性
2021-12-26何广华荆芃霖王威张婧文金瑞佳刘涛
哈尔滨工程大学学报 2021年11期
关键词:实验
何广华, 荆芃霖, 王威, 张婧文, 金瑞佳, 刘涛
(1.哈尔滨工业大学 机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.哈尔滨工业大学(威海) 海洋工程学院,山东, 威海 264209; 3.山东船舶技术研究院,山东 威海 264209; 4.交通运输部天津水运工程科学研究院, 天津 300450)
在陆地资源开发利用已趋于饱和的今天,海洋资源作为地球自然资源的主要组成部分得到了世界各国的青睐,海洋工程结构物的开发及应用的竞争日趋激烈。因海洋结构物及其组成部分之间多存在着窄缝,如:靠泊的船体与码头、并排的船与船、浮式生产储油卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO)的月池及箱式超大型海洋结构物各模块间隙等。在入射波浪的持续砰击下,间隙内的波面抬高呈往复运动。在某些特定波频率下,其振幅要远大于入射波幅,对结构物的作用力也随之显著增大,且力的变化极为剧烈。这种现象被称为窄缝共振。
窄缝共振关系到海洋工程结构物的正常生产作业安全,对结构使用寿命也存在影响。研究窄缝共振问题,不仅要深入分析现象,更要明晰其产生的机理,对于多浮体海洋结构物及FPSO等系统的设计具有积极指导意义,同时也对规避海域作业时窄缝共振的不利影响具有重要的工程应用价值。
线性理论应用到求解两箱体间的窄缝共振问题[1-8],学者们基于线性理论进行了变参数研究和共振模态研究。基于半解析方法和势流理论的方法虽可高效地对双箱共振问题进行求解,但因忽略了流体的粘性作用,共振区间内预报双箱间窄缝处的波面抬高常常偏差较大,且多为固定双箱,未考虑双箱在入射波作用下的运动响应。……
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