手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
海洋平臺在建造和使用期間承受的環境載荷指由風、波浪、海流、海冰、水溫及氣溫、潮汐、地震等自然環境引起的載荷。波浪載荷是平臺強度分析、結構設計與安全評估中一個非常重要的載荷之一，正確計算波浪載荷對結構安全性具有重要意義。
在風浪作用下，半潛式平臺始終處于運動狀態，因此對平臺的載荷進行計算是一個非常復雜的動力問題，難于精確計算。目前普遍使用的方法是將動力問題轉化為準靜力問題來處理，從而在滿足工程精度要求的前提下簡化計算。
波浪是一個隨機的過程，而平臺強度有限元分析需要得到確定的結果，所以需要采取一定的分析方法對波浪載荷進行處理。目前的方法主要有譜分析法和設計波法，設計波法應用較多。設計波法是根據平臺工作地區的環境條件和設計的要求，選取平臺可能遇到的最大的波浪作為設計波，規范通常規定使用百年一遇的最大規則波，然后計算平臺在設計波作用下的運動、載荷和構件應力，并根據規范的強度要求校核平臺的結構安全性。
作用在物體上波浪誘導的載荷是由于波浪產生的壓力場引起，一般波浪誘導載荷分為三種：拖曳力、慣性力和繞射力。拖曳力是物體造成水流的擾動引起的；慣性力包括兩部分，一是入射波壓力場引起的作用力，二是流體的慣性引起的附加質量力；繞射力是波浪受物體影響發生繞射引起的作用力。波浪誘導載荷各分量對于具體的結構物而言并非同等重要，其影響程度取決于結構物的型式和尺度以及所選取的波浪狀況等。
海洋工程結構中，通常對大尺度結構和小尺度結構采取不同的方法計算波浪載荷。所謂大小結構之分是相對波浪的尺度而言，并無絕對界限，一般以D/L≤0.2作為小結構物(D為構件界面的特征長度，L為波長)。
Morison公式對于小結構物，波浪的拖曳力和慣性力是主要分量，波浪載荷用Morison公式計算。Morison公式如下，其中包括相對運動的影響：F=k2(M-d Ca)a-k2d (Ca+I)x+ikB(x-a)+fc+fg+fb 式中：k為入射波頻率；d為水密度； 為Morison單元的排水體積；M為3×3的慣性質量對角陣；Ca為3×3的附加質量系數對角陣；I為3×3的單位矩陣；B為線性的粘性阻尼矩陣；x為入射波場的復值幅；a為運動復值幅；fc波動靜水回復力；fg為波動重力；fb為波動浮力。對于固定結構的確定性分析，如小尺度柱樁，Morison公式簡化為F=d (1+Ca)v +12deCDv|v|式中：CD為3×3拖曳力系數對角陣；e為Morison單元投影面積；v為與柱正交的相對速度。
對于大結構物，入射波受物體影響將產生嚴重的繞射或反射，波浪的慣性力和繞射力是主要分量，而邊界層的分離并不明顯。為使問題簡化可用勢流理論描述其流動狀態。當入射波波高與波長之比為小量，則可用線性理論使問題進一步簡化。
在進行船舶及海洋工程的結構和流體動力分析時，DNV /SESAM綜合程序系統是常用軟件之一。SESAM的一大特點是功能模塊化，不同的子程序模塊分別完成模型建立、環境分析、結構分析、結果處理等功能。環境分析模塊包括計算導管架下水的LAUNCH，計算船體波浪載荷的WAVESHIP，計算框架結構波浪載荷的WAJAC，計算一般結構波浪載荷的WADAM。WADAM全稱為WaveAnalysis byDiffraction andMorison Theory，指基于繞射和Morison理論的波浪分析，用于計算任意形狀固定式或浮動式結構的波浪-結構相互作用，例如半潛式平臺、張力腿平臺、重力基結構等。WADAM的詳細分析功能由如下部分組成：(1)靜壓數據和慣性屬性的計算。(2)總體響應的計算：一階、二階波浪激勵力和彎矩，水動力附加質量和阻尼，剛體運動，剖面力和彎矩，常數漂移力和力矩，內部容艙壓力。(3)多體系統的特定總體響應計算。(4)為進行后繼結構分析，將載荷自動傳遞給有限元模型：慣性載荷，用于結構梁元分析的線載荷，用于結構殼/固體元分析的壓力載荷，自由面的壓力載荷等。
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.785353.com，轉載請注明出處和相關鏈接！