各种波浪谱在海洋工程中适用性的研究

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1、..6o17,No6第17卷第期海洋学报Vl1一Noveer1199CTCELGICIICmb1995S各种波浪谱在海洋工程中适用性的研究竺艳蓉谢峻龚佩华(天津大学海洋与船舶工程系),滴要从工程应用角度对四种典型波浪谱的特性进行了研究从而为平台结构对随机波浪的动力响应分析提供了可靠的依据.关键词平台结构波浪谱波力谱位移谱目lJ舀在随机波浪作用下,应用谱分析法对柔性较大的平台结构进行动力分析时,需要根据工.-:n程的要求和所在海区情况选用相应的波浪谱由于已有的波浪谱1964年作的iPerso、、、Moskowitz谱1967年作的ISSC谱1968一1

2、969年作的J()NSWAP谱1970年作的一、、,BretsChneiderMitsuyasu谱1987年改进的wallops谱1990年作的文圣常谱等等都是依据,,世界不同海区的观测资料而得到的各种波浪谱之间差别较大而且波浪谱的形式直接影响动力计算结果,因此非常有必要对国内外各种典型波浪谱在海洋工程中的实际应用加以研究.:“、2、retSCneer一-我们选取四种典型的波浪谱文圣常谱[」改进的J()NswAP谱〔1BhidMit一,,sasu谱(简称BM谱s)[〕和改进的wanS应用uy叩谱川将四种波浪谱在相同的波浪参数下,,于同一座桩基导管架型

3、平台结构对导出的波浪力谱和位移谱进行了横向比较从而得出结论.在计算中,对平台结构作了在一定精度范围内的简化.1波浪谱1.1文圣常谱,对于深水谱的形式为·.O`/3’1一expn尸17712/5,田“1:了p一95,(0。:、一1)S()一O...〔(1522一0245P+000292P2〕。`。`6.:8牛(1)1/一,.本文于]99410]6收到修改稿于19950129收到:6期竺艳蓉等各种波浪谱在海洋工程中适用性的研究17,H策52:一。.:45尸+。.。。292尸。,,.)占(全田)一208二于(l共1兔(2),:对于浅水谱的形式为..·`,/

4、JesS(田,一。。“`H、少pp一95`·P(5813一5]37H)、1T一.....`〔2{(677一1O88P十0013P)(1307一14261).’13才’25X(0177。了一l)。`。`6.:8,乒(3)1热,,,二,。,.....`·__。厂2阴(677一1O88P+0013P)(1307一1426H)为/658O八田少U.Ull121毛I喇}、石井~一l,一`一·一/、、匕匕1乙131I/一卜月城田。>6.58共(4)1巧,.,.`5`、,,、上面4式中尸一953H丫/T卸H一。624H/dm一2(2一H)H和T兄分别为有效波的

5、波高和周期.1.2改进的NSAPJOw谱s,(,3”···1(`艺2·“山’,田,二:一p一一:卜杀〔号(普)〕(5),式中.月J006238(1.094一0.01915In口),....0230+00336口一0185(19+口)’片_了,pT一..一为潜峰周期1一口。55,0132(+02)脸一爪田ì一—。为峰,:形系数其值等干,。,口一O07臼毛田·,口一009田>叭,..,.口为谱峰升高因子其观测值为15一6。平均值为331.3B一M谱月一兀!(2兀)’{S,(田)=(2)一月expL月田4(6),.’,A一—1式中0257H枯/,j召03/

6、’jr失了’。~.·105’,Il1.4改进的Wallops谱;;,__p田’`了`m/。、、。万(田)-,尸w了了瓜一汽万exl,l一一丁{{}(7)以J、/1一〔口产/海洋学报17卷,式中,W一瓦〔1、一0·7458(m丹2,黔祥器粉一p,T一i而骊念而两一加爪田一深水:m一5,:m一3或4.已知,(。),甲,浅水s则随机波浪的波面高度的方差鲜便可得出即,··一S`田,d田;丁(8)2平台结构的波浪力谱和位移谱图1所示的平台结构为四个侧面相同的桩基导管架型平台.甲板处的尺寸为gmxgm,四,,.、8:1根主导管倾斜度均为底部轮廓面积为15mx1

7、5m平台高为34m平台甲板与设备曾质量3,为200x1Okg:杆件截面尺寸:主导管笋1IOOxl4mm之.smI{l水平层周边撑杆:笋72OXgmm:{水平层十字撑杆粼26X7mm一,3.。:。:5{侧面撑杆协29X7mm:1.5,只在随机波浪中平台结构的主要位移是沿波浪传播方向的水,,/平位移在一定精度范围内可以把波浪激振力引起的平台结构[卜,上部甲板的动水平位移仁计算模型简化为单自由度结构系“〕.基胜支座统[,.对于单自由度结构系统,波力谱密度酥.(。)与甲板水平位图1平台结构示意图。。移谱密度S()之间的关系为S。(。)。2,(。).~}H(

8、)}5(9);。:波力潜S()按下式计算.;田)一S,d田);1。S((+S()(10),则拖曳波力潜,.。