基于離散模塊梁?jiǎn)卧碚摰某笮透◇w在非穩(wěn)態(tài)載荷下的水彈性響應(yīng)

陳永強(qiáng), 宋 煒, 張顯濤

(1. 上海交通大學(xué) 海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 200240;2. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院 東海水產(chǎn)研究所, 上海 200090;3. 上海交通大學(xué) 三亞崖州灣深海科技研究院, 海南 三亞 572024)

0 引 言

大型浮式結(jié)構(gòu)物是一種水平尺度遠(yuǎn)大于垂向尺度的特殊海洋工程結(jié)構(gòu)物，一般依托于沿海島嶼設(shè)置，將對(duì)其附近區(qū)域產(chǎn)生巨大深刻的經(jīng)濟(jì)和軍事影響[1]。大型浮式結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題是一種水彈性問(wèn)題，即一種慣性力、水動(dòng)力和彈性變形力相互作用的力學(xué)行為。模態(tài)疊加法和直接法是處理水彈性問(wèn)題的兩大主要方法。模態(tài)疊加法需要先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，確定最佳模態(tài)組合后對(duì)各模態(tài)進(jìn)行疊加[2-3]。直接法則針對(duì)結(jié)構(gòu)和流域均進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑唤柚B(tài)函數(shù)直接求解水彈性方程，計(jì)算成本極大[4]。

近年來(lái)，一種全新的離散模塊-梁?jiǎn)卧?Discrete-Module-Beam，DMB)水彈性方法[5]逐漸應(yīng)用于海洋工程中。DMB方法將浮體劃分為若干子模塊，并引入梁?jiǎn)卧B接各子模塊重心，結(jié)合三維線性勢(shì)流理論和梁的彎曲理論進(jìn)行水彈性分析。諸多學(xué)者使用DMB方法解決若干海洋工程問(wèn)題。ZHANG等[6]和SUN等[7]應(yīng)用DMB方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)某鉸接超大型浮體在規(guī)則波下的水彈性響應(yīng)，展示采用DMB方法求解具有復(fù)雜連接形式的大型浮式結(jié)構(gòu)物動(dòng)力響應(yīng)的便捷性；陳永強(qiáng)等[8]在DMB框架中提出針對(duì)鉸接的建模方法并求解鉸接超大型浮體在規(guī)則波下的水彈性響應(yīng)；BAKTI等[9]將前進(jìn)速度因素融入DMB框架中，研究其對(duì)水彈性響應(yīng)的影響；……