新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究

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1、新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究第１２卷第１期２００８年２月文章编号：１００７－７２９４（２００８）０１－０００１－１１船舶力学ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｐＭｅｃｈａｎｉｃｓＶｏｌ．１２Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００８新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究王科（大连理工大学工程力学系工业装备与结构分析国家重点实验室，辽宁大连１１６０２３）摘要：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

2、波浪理论（ＮｅｗＷａｖｅＴｈｅｏｒｙ）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———————————————————————————————————————————————新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究第１２卷第１期２００８年２月文章编号：１００７－７２９４（２００８）０１－０００１－１１船舶力学Ｊｏｕｒｎａｌ

3、ｏｆＳｈｉｐＭｅｃｈａｎｉｃｓＶｏｌ．１２Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２００８新波浪理论在系留船舶二阶波浪力计算中的应用研究王科（大连理工大学工程力学系工业装备与结构分析国家重点实验室，辽宁大连１１６０２３）摘要：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（ＮｅｗＷａｖｅＴｈｅｏｒｙ）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

4、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。关键词：新波浪理论；极限波高；波群；双色二阶波浪力；ＦＰＳＯ；漂流力中图分类号：Ｕ６６１．３２＋４文献标识码：ＡＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒｗａｖｅｆｏｒｃｅｓａｒｏｕｎｄａｍｏｏｒｅｄｓｈｉ

5、ｐｕｓｉｎｇｎｅｗｗａｖｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙＷＡＮＧＫｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２３，Ｃｈｉｎａ）———————————————————————————————————————————————Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｇｕｌａｒｗａｖｅｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓＡｉｒｙｏｒＳｔｏｋｅｓｗａｖｅａｒｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｈ

6、ｙｄｒｏｄｙ－ｎａｍｉｃｆｏｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎｗａｖｅａｎｄｎａｖａｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｙａｓｓｕｍｉｎｇａｌｌｗａｖｅｅｎｅｒｇｙｉｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｏｎｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｒａｔｈｅｒｔｈａｎｂｒｏａｄｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｏｃｅａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｒｅｇｕｌａｒｗａｖｅｔｈｅｏｒｙｇｉｖｅｓａｎｕｎｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅＮｅｗＷａｖｅｔｈｅｏｒｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｐｒｏｂａｂｌｅｓｈａｐｅｏｆｅｘｔｒｅｍｅｅｖｅｎｔｓｆｒｏｍｒａｎｄ

7、ｏｍｗａｖｅｓｐｅｃｔｒａ．ＴｈｅＮｅｗＷａｖｅｍｏｄｅｌｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｓｒａｎｄｏｍ，ｓｐｅｃｔｒａｌａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｃｅａｎｗａｖｅ．Ｔｈｉｓｗａｖｅｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｃａｌｌｅｄ‘ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｗａｖｅ’ｆｏｒｎａｖａｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｉｎｓｅｖｅｒｅｗａｖｅｆｉｅｌｄａｎｄｗｈｅｎｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅ