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《基于海浪譜的波浪數(shù)值模擬與導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)波浪力計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要波浪荷載是海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)遭受的主要控制環(huán)境荷載之一，它直接關(guān)系到海洋平臺(tái)的選型、設(shè)計(jì)、施工，還涉及到平臺(tái)的穩(wěn)定性、動(dòng)力分析等方面。海上實(shí)際測量對波浪研究來說是必不可缺的，然而由于現(xiàn)場條件的復(fù)雜性和嚴(yán)峻性，海上測量不僅費(fèi)用昂貴且不易測得系統(tǒng)和精確的數(shù)據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，通過數(shù)值的方法模擬波浪成為研究波浪的重要手段之一。如何建立合理的波浪模擬模式并將其應(yīng)用于波浪—海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)相互作用研究中一直是近年來的前沿課題之一。本文圍繞波浪的數(shù)值模擬和波浪與海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)相互作用進(jìn)行了以下研究：1.通過自編的改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法程序求解了微幅波、二階Stokes波浪理論的非線性
2、波長方程，并計(jì)算了三階Stokes波浪理論和五階Stokes波浪理論非線性波長方程組；此外還通過該程序得出了流函數(shù)理論的最佳波剖面參數(shù)和最佳速度參數(shù)。2.介紹了二維波浪數(shù)值模擬的物理模型；以P-M譜為靶譜，成功實(shí)現(xiàn)了二維波浪的數(shù)值模擬，并討論了采樣時(shí)間間隔、采樣空間間隔、樣本容量、隨機(jī)初相位和組成波個(gè)數(shù)等模擬參數(shù)對波浪模擬效果的影響；又對模擬波浪進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、自相關(guān)檢驗(yàn)、波高分布檢驗(yàn)和功率譜檢驗(yàn)；還討論了模擬數(shù)據(jù)時(shí)間長度對模擬實(shí)現(xiàn)譜質(zhì)量的影響。3.介紹了基于波浪方向譜的波浪數(shù)值模擬的一般方法；提出了快速模擬三維波浪算法，通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)對比，快速算法大大提高了模擬效率
3、。4.介紹了三個(gè)畸形波現(xiàn)場觀測實(shí)驗(yàn)，并對基于波浪頻譜的畸形波數(shù)值模擬方法進(jìn)行了討論，得出了畸形波出現(xiàn)概率與有效波高及人工調(diào)制波成分比例之間的關(guān)系曲線。5.采用有限元軟件ANSYS分析了導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)在波浪荷載作用下的靜、動(dòng)力響應(yīng)，討論了基于ANSYS進(jìn)行隨機(jī)波浪力分析存在的不足，采用MATLAB軟件編制了可與ANSYS相結(jié)合的波浪力計(jì)算前處理程序，從而解決了采用ANSYS直接進(jìn)行隨機(jī)波浪力分析的不足。關(guān)鍵詞改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法；Stokes波浪理論；波浪數(shù)值模擬；畸形波數(shù)值模擬；波浪力分析-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWaveloadisoneo
4、fcontrollingenvironmentalloadforoffshoreplatformstructure.Itisdirectlyrelatedtotheplatformmodelselection,designandconstruction.Besides,italsohasrelationtotheplatformstability,dynamicresponse.Soseatestisindispensable.However,fieldconditionisoftentoocomplexortoughtoobtainaccuratedata.Ina
5、ddition,thecostissoexpensive.Withthedevelopmentofcomputer,itbecomesanimportantmethodtostudywaveusingnumericalapproach.Anditbecomesafrontiertopictoestablishareasonablewavesimulationmodelandputitintothestudyonwave-platforminteractionintherecentyears.Inthispaper,relativeproblemsforwavesim
6、ulationandwave-platforminteractionarestudied.Themainpointsareasfollows:1.ThenonlinearwavelengthequationofAiryWaveTheoryandTwo-orderStokesWaveTheorywassolvedbyimprovedadaptivegeneticalgorithmprocedure.ThenthenonlinearwavelengthequationsofThree-orderStokesWaveTheoryandFive-orderStokesWav
7、eTheorywerecalculatedbythisprogram.Besides,thewaveprofileparametersandvelocityparameterswereobtainedusingthisprogram.2.Thephysicalmodelforwavesimulationwasintroduced，andtwo-dimensionalwavesimulationprocedurewasmade.Throughthisprocedure,sixparametersforwavesimulationwerediscussed.Andt
