庞红犁[1]2003年在《极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的数值模拟研究》文中研究指明随着港口、海岸工程以及近海油气开发工程不断向深水发展，深水海域复杂海洋环境对海上结构物的设计提出了更高的要求，这些海上结构物有可能承受恶劣海况下极端波浪条件的作用并产生瞬态高频共振响应，从而遭到巨大损失或破坏。目前极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的产生机理尚不明确，因此为了在工程实际中避免该现象的产生，对其进行系统的理论研究具有重要意义。本文从建立二维数值波浪水槽出发，对极端波浪的数值生成、 极端波浪作用下小尺度桩柱的受力计算、极端波浪作用下结构物高频共振响应等进行了系统的理论研究，主要研究内容和结论如下：1．建立二维完全非线性数值波浪水槽，在数值波浪水槽中利用波浪聚焦方法生成极端波浪，并分析了极端波浪场的特性。结果显示，在数值波浪水槽中生成的极端波浪和实验室模拟结果吻合很好，而且在该水槽中可以成功地生成实际海况下可能出现的极端波浪，表明本文建立的数值波浪水槽不仅可以模拟实验室小尺度极端波浪，还可以产生任意尺度的极端波浪，这些工作为进一步分析极端波浪作用下结构物响应奠定了基础。 2．用细长体理论计算极端波浪作用在小尺度桩柱上的波浪力矩并对其Fourier谱进行分析。分析结果表明，极端波浪作用下的波浪力矩包含高频成分，是结构物可能产生高频共振响应的原因。3．建立单自由度小尺度桩柱振动模型，在数值波浪水槽中模拟海上结构物在极端波浪作用下产生的高频共振响应，并对该响应进行了分析。通过对在数值波浪水槽生成的极端波浪及在极端波浪作用下结构物产生的高频共振响应进行系统分析可知：极端波浪具有强非线性和非对称性，包含接近于或整数倍于结构物自振频率的高频成分，因此在极端波浪作用下，结构物产生高频共振响应，从而可能造成损坏。4. 引进小波变换，对极端波浪及其作用下小尺度桩柱的高频共振响应进行了分析，通过分析波能在时间空间上的变化和桩柱响应能量变化阐述了结构物高频共振响应的产生原因，结果表明：在极端波浪的生成过程中，除了波浪聚焦引起的波能集中外，由于波－波非线性相互作用，还产生了高频能量，这正是极端波浪含有高频成分并进一步引起结构物高频共振响应的原因。
刘振纹, 秦崇仁[2]2009年在《极端波浪对海上结构物的影响研究》文中研究说明极端波浪作用下海上结构物的高频共振响是海岸与近海工程向深水发展过程中出现的一个新问题,尽管发生的几率非常低,但由于结构物的高频共振响应引起的作用力危及深水大体积结构物(如张力腿平台和重力基础类结构)的安全,对海上结构物造成极大危害,对它的研究涉及深水海上结构物的安全、使用寿命和设计标准等方面,具有重要的意义,海上结构物的高频共振响应将是今后深水大体积结构物的研究重点之一。
陈华, 许波, 唐宝利, 刘鑫, 闫慧强[3]2015年在《浅谈极端波浪产生机理及数值波浪水槽的建立》文中提出该文提出极端波浪的内涵及其产生的原因,利用波群速方法在建立边界元数值波浪水槽基础上通过多个波分量聚焦产生极端波浪。但模拟极端波浪建立数值波浪水槽的可行性、数值波浪水槽模拟非线性波浪的可行性,正确性和精确性有待比较,验证。
娄诣科[4]2016年在《地震荷载作用下海上电气平台动力模型试验》文中研究说明风能是清洁的可再生能源,风力发电在调整能源结构,缓解环境污染等方面发挥着重要作用。随着陆上风电资源的良性开发,风能蕴藏量更为丰富、陆地占用率更少的海上风电逐渐进入各国视野。海上风电发展呈现出两大趋势：一是装机容量不断增加；二是深海风电技术不断发展完善。考虑到送电的经济性和并网的安全性,采用海上升压站送出将会是未来深远海大规模海上风电开发的必然选择。海上电气平台作为海上风电场升压站电气设备的承重结构,其特点是大量电气设备布置在甲板上。电气平台不仅需要确保自身在外部环境荷载作用下的安全,还要保证电气设备的正常运行。在风、浪、流等复杂环境荷载和地震、海冰等极端荷载的作用下,如何确保电气平台的安全、保证电气设备的正常运行,是进行近海风电场设计的关键问题之一。目前国内鲜有海上升压站电气平台的研究成果,这在迅速发展的海上风电领域中显得相对滞后,因此,本文研究对今后海上风电场升压站电气平台的设计有参考意义。本文基于某海上风电场电气平台,完成了动力试验模型的设计,系统地开展了海上电气平台在不同地震荷载工况下的模型试验研究。本文完成的主要工作包括：(1)动力模型试验相似律的确定。基于弹性相似律和弗劳德数相似,同时考虑截面弯曲刚度相似,推导了用于开展海上电气平台模型试验的水弹性相似律。(2)海上电气平台试验模型的设计和制作。综合考虑试验设备能力以及相关的水文条件确定了结构原型和模型的几何比尺；基于相似关系,确定模型结构各部分的几何尺寸,完成海上电气平台试验模型的设计和制作。(3)开展了海上电气平台动力模型试验。通过白噪声激励,得到了结构基频、振型以及振型阻尼比等动力特性参数。以实际地震记录和人工合成地震动作为激励,开展了不同地震作用方向下的动力模型试验,研究了海上电气平台结构的地震响应特性。(4)试验结果和数值计算结果的对比验证。运用ANSYS建立了模型结构的有限元模型。基于动力模型试验工况,开展了电气平台模型的有限元地震时程响应分析。试验结果和数值计算结果基本一致,从而验证了有限元模型的合理性和试验结果的准确性。
孙孟[5]2015年在《基于带通滤波技术的数据分解方法与工程应用》文中研究说明随着海洋工程发展规模的迅速扩大,人们可以获取的各类海洋信息也日益增多,基于有限的海洋数据信息,准确预测海洋环境和海洋灾害成为海上工程建设的迫切需要。人们对海上结构安全性的重视程度日渐提高,也必然会对海洋信息的分析处理工作提出更高的要求。将不再满足模糊的定性分析,更希望获取准确的定量分析结果,数据处理速度上也由低效率的人工处理方式步入高效的自动或智能化处理。因此更加有效地处理、分析资料,消除各种测量误差和系统误差,进一步提高其使用价值,充分利用和发挥现有数据的使用价值,成为当下的重点研究内容。本文较为全面的介绍了当今几种常用的信号分析方法,客观的评价了这几种信号(数据)分析方法的优点和缺点,针对非平稳信号的特性,提出了2种新的信号(数据)分析方法:基于FFT和带通滤波技术的经验模态分解法(FB-EMD)和FFT带通滤波平滑方法。FB-EMD法主要沿用Huang-HHT经验模态分解和固有模态函数的提法,从信号分解思想来看,本文方法可以看作是HHT经验模态分解的改进型。FB-EMD法采用新的分解方法和分解准则,可以将平稳随机过程和非平稳随机过程分解成一系列两两正交的固有模态函数。经实验室数据验证,FB-EMD法可以较好地完成各种信号的分解。本文还对HHT和FB-EMD作定性比较,在分解简单Stokes 2阶波时,本文得到的FB-EMD法要明显的优于HHT的经验模态分解方法,本方法可以快速、准确地对信号进行有效的分析,并且分解结果完全符合信号的原始特征。秉承了HHT方法具有瞬时频率分析的特性,本文FB-EMD分解法也可以用于信号的瞬时频率分析,从理论上看,凡是HHT信号分析方法能解决的问题,FB-EMD方法都能够进行替代。后一种方法主要用于对波浪信号的平滑处理上,FFT平滑方法克服现有海浪平滑方法存在的问题,能对数据进行较好的平滑。与常用平滑方法相比,FFT平滑方法理论依据充分,工程上简单易用,平滑效果较好,非常适合于计算机自动化处理。这两种信号分析方法扩展了现有信号分析方法的应用范畴。可以期望,这两种信号分析方法会有更广阔的应用前景。
李明阳[6]2016年在《海洋桥梁桥址区海域风浪监测与海浪预报》文中进行了进一步梳理国家公路、铁路网规划建设的持续推进,国家海洋战略、国家“一带一路”战略、中国高铁“走出去”等一系列重大战略决策的稳步实施,对交通基础设施建设提出了重大战略需求,作为线路控制性工程的海洋桥梁迈入了蓬勃发展时期,这为我国海洋桥梁工程的技术进步带来了重要发展机遇,但同时也面临一系列困难和挑战。海洋桥梁在施工和运营期间面临风大、浪高、流急的恶劣自然环境,除了要承受自身恒载和活载外,还要承受巨大的波流力和海浪冲击力,研究表明波流力已成为海洋桥梁的控制性荷载。桥址区海域风浪场等海洋环境要素的准确获得是计算波流力的重要前提,然而海洋桥梁在设计和施工期间,桥址区海域的风浪场等海洋环境参数往往是通过附近的海洋观测站推算得到,与桥址区海域真实的风浪场存在差异。桥址区海域海洋环境监测系统的建立,是开展海洋桥梁设计和施工的基础性工作,具有十分重要的理论意义和工程价值。海浪的大小直接影响着桥梁建设的施工组织安排、施工安全和工程的总工期,对桥址区海域海浪浪高进行预报,可以为桥梁施工组织安排提供参考,合理计划施工项目和工序,并为桥梁施工和运营提供一个安全预警机制,具有重要的工程实用价值和研究意义。论文依托平潭海峡公铁两用大桥海洋环境监测系统,对风浪统计分析和海浪预报的新思路新方法展开研究,主要工作和结论有：(1)对桥址区海域实测风速、风向和浪高展开统计分析,得到了桥址区海域平均风速、最大风速、常风向等风速特点和海浪特点。(2)计算出桥址区海域台风期间和非台风期间的阵风系数,各特征浪高之间的比例系数,分析了论文中的阵风系数和比例系数与有关规范中给定值存在差异的原因。(3)分析桥址区海域不同风测点之间风速的相关性和不同浪测点之间浪高的相关性,得到各自的回归方程。分析了桥址区海域6#平台风速和浪高的相关性,拟合出冬季风速和浪高的相关性曲线公式。(4)研究了BP神经网络的性能与网络隐节点数、网络输入训练样本数的关系。使用闽中海域风速、风向、浪高的预报资料以及桥址区海域浪高实测资料,建立BP神经网络,对桥址区海域连续80天的海浪浪高进行预测,获得了理想的预测效果。
参考文献：
[1]. 极端波浪作用下海上结构物高频共振响应的数值模拟研究[D]. 庞红犁. 天津大学. 2003
[2]. 极端波浪对海上结构物的影响研究[C]. 刘振纹, 秦崇仁. 第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）. 2009
[3]. 浅谈极端波浪产生机理及数值波浪水槽的建立[J]. 陈华, 许波, 唐宝利, 刘鑫, 闫慧强. 科技创新导报. 2015
[4]. 地震荷载作用下海上电气平台动力模型试验[D]. 娄诣科. 大连理工大学. 2016
[5]. 基于带通滤波技术的数据分解方法与工程应用[D]. 孙孟. 浙江海洋学院. 2015
[6]. 海洋桥梁桥址区海域风浪监测与海浪预报[D]. 李明阳. 西南交通大学. 2016
标签：公路与水路运输论文; 水利水电工程论文; 极端波浪论文; 高频共振响应论文; 数值波浪水槽论文; 小波变换论文; 边界元法论文;