莫里森方程及相关知识.doc

《莫里森方程及相关知识.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、莫里森（Morison）方程及相关知识汉海祥工枴中.波浪力是作用在海T.结构物（如海洋平台）I:的•项:h要外力。波浪对賊定海工结构物的作用主要有以F四种效应:<1）山r•流体的粘滞忭而引起的粘滞效闷：<2）inr•流怀的惯忭以及结构物的介汉，使结构物询闹的波动场的速度分w发生改变而-jI起的附加质宙：效应:（3）III结构物本身对入射波浪的故射作用而产屯的散财效应:⑷LilF结钩物木身的相对庇投（即结构物岛投~I:作水採之比姐》较火，结构物勾fun班面接近扰动r醐动场的II曲表面而产生的fi曲农面效应。肢射效闷和向山农刺效闷统称力绕射效应、对海I:结构物上的波氾力.•舣依掂结构

2、物的K晚坫内对波浪运动打显再影响.将问题分妁勾坡长相It尺度较小和较大两类来分别考堪:U）对F相对尺境小<结构的特征尺寸与波长之比小于0.2）的海I:结构物.此失结构物的作｛1•:对谀汩运幼无站再彩喇.谀汩对H体的作川1:钽圮粘滞效问和W加虡觉效拖。波浪力采用Maison公式进行计筘.它是以绕流瑰论为基础的屮理论半经验公式。<2）对r相对尺皮大<结构的待征尺寸»；波长之比大r0.2）的海匚结构物，山F姑构物的作/I:对波动场打敁荠影响.故对入射波浪的敢射效应以及flill*伽效成必须考虑.波浪对人尺®结构物的作川耍足附加质拔效A和绕射效成.而粘滞效应ft微不足道的，可以略去不计

3、•波浪力计算同前采用两种力•法分析计亂tfi•种方法采川沒射现论，山1V:fk姆MacCainy）和贫克斯（Fucl^）1/lU954尔提出，它流体足不可［R缩的砰想流休.运动姑冇贽的.将结构物边界作为波幼«的流忭边界的•郃分，先找!IIA:结构物边界I•.结构物对入射波的於财速没级和4s娥构物扰动的入射波的逨垃诗，沔拧迭加后即为结构物边界I•.枕術的速度评.斤川线忭化的W努利方柺确定绾构物边界上的波川强分伤，从ifST出波浪作川介:结构物1.的力和力矩#第二种赚采用弗汝徳-克游洛夫（Fr^e-Kiylov）似七.即记波氾拟打的姒郃分介不兩i构物的（/-汉时改兜.先评出曲米扰动的

4、入射波在结构物边界I:的什川力.押乘以反映附加成俎效应和绕财效硌的“系数（绕射系数〉进行修正.木文i.t论的#$?架海洋平台玷针对小尺塊的W况。坡浪对小尺度结构物的作用力是勾谢体流动吋所产中的绕流现象紧密联系的，为此先了解绕流力。2.1绕流力海工结构物巾•抒常采川细K脚枕体作为拣木构件，丙此，以阅柱体进行分析.山于定常水流可以看作周期为无限大的振锇水流.研究这冲《简中.的记常水流绕过間柱体时所产1:的醐tt体的作動.W助fXI非定常振荡水流对閲炷体的作用力的了解-2.1.1绕流拖曳力*'«定常均句水流v・绕过関柱体时•沿流动A向fl_川在關II：休11的力称为绕流拖绕流拖曳乃•驳

5、坫山净擦拖曳力和川差拖曳力W部分纽成:.摩擦拖曳力垃IIIMt体的粘滞件作性休衣师形成边界/么^此边界W范綱内.流体的速戍梯垵报人，净擦效应H产中f较人的冷擦切应力，故流体作HI<1：忭体衣而托点的咿擦贩力作:流动A向I:的投影之总和•莸是作Hl/I：阴柱体上的摩燃拖曳力•它与柱体表面附坻边界层内W体的流态和Hi体衣面的粗®度寶关.腿拖曳力足ibT边界K尔网tt:体农而«点处分离.介:減点下游即她体后郎肜成很強的波視谕.使得杆休后邰的旧强大大地低丁•托体iid部的Ir强,r是形成了性体前后部的k力差它布流动方向产生了-个力*故流休作用在柱体表酣?$点的法向ffi应力次施动方向上

6、的投影之总和r就是作用在题朴:上的IR整拖•U力、它也足*J柱体衣而附近边賜内流体的流态和枕体沿流向的形状仃戈。噚地绕渝拖戈力的产1:,和货化圮1j边界G在杆休及丽的形成.发脱祁分离密切相关.劇*.位氏度柱体上的拖®力可用下式计算:fb=tc^v；<11)式屮的V。h长受统流彩响砰fl.f•關tl:体轴戊的流体速度分K:p为流体的帟境：>1力中•位K度杜体萌］ir流动方向的投影ifiiftu对r闕忭休.a=ixd.d力闕朴体的:tt抒：^为拖曳力系数，它粜屮反映了流怵的粘滞n:而引起的粘滞效应.2.1.2绕流愦性力ih定常绕流¥动屮绕流洫体时闼朴沐的作川，阶r拖1u力外还灯流沐加

7、迪度引起的愤性力，没洫体足縮的刑恕流体.•抒水体枳为g的扑体岡w/ii流场屮.n辦不考虑柱体对流场的影响.也即假定流场内的爪強分布不苗柱体的存在而a变，那么可以想象。将柱体的边界作力加速流体边界的部分，也就趋披柱体E换的邱郃分休枳A的水体.它木來W则Z=0+OKJ该以-个~流场屮该处相识的加速度作加速运动._标k由于柱体的触:.，这个体枳的水体将被减速帝静止不动。困此加迚的流怍将対什水体枳力厂,的杜体沿沭动力‘叫11HJ•个m.)j，这个惯件力就记求受柱休存