万泉河的红色波浪(2004

万泉河的红色波浪（2004.10.26）

央视国际2004年10月27日12:49

早上8点，坐落在海南省琼海市郊区的万泉河椰寨农家乐风景区迎来了第一批客人。

记者：“你们从哪过来的？”

游客：“江苏的徐州。”

记者：“你们从哪过来的？”

游客：“辽宁本溪。”

导游艾志勇：“首先欢迎我们大家来我们海南，椰寨农家乐。我们先看这条路的左右两边，有不同的两种树，细的就是女人树，之所以称为女人树，每一年长三节，不管长多少年，都这样亭亭玉立。这种树，粗一点的椰子树就叫男人树，因为比较雄壮，比较高大，我们称它为男人树，那么两种树在一起呢，我们就称它为夫妻树。下面我们再看一下。”

椰寨的农家乐旅游是从2000年开始的。可是自然的海南风光和三三两两的雕塑并没有吸引来如此众多的游客。

椰寨农家乐总经理谢进文：“当时我们在接管半年前，游客也寥寥无几，觉得一定要在周边，我们看中万泉河，一定要在万泉河增加一些内容。”

海南有丰富的旅游资源，是我国的旅游大省。琼海又是红色娘子军的故乡，而万泉河就是当年红色革命的发生地。由此，谢进文想到，何不在“万泉河”这个品牌上做文章。

椰寨农家乐总经理谢进文：“说到万泉河一般有一种好奇，在歌曲上看到，在书上也写了，在电影上也看到，万泉河，大家都想到万泉河来看看，他们更加喜欢，所以旅行社跟导游推起来的时候，比较容易，比较轻松，只要一说万泉河都懂，再加上参与的项目，打水仗呀，游客的兴致就更高。”

在海南，来自全国各地的游客常年往来不绝，而且大部分是通过旅行社来的，多年的旅游经营经验告诉谢进文，万泉河的旅游要与旅行团接轨才会增加椰寨的游客。而单纯的观光又缺乏生气，于是，他在“万泉河”品牌上大做文章的时候又加进了娱乐的项目。在他承包的方圆5公里的万泉河上不仅飘起了小小的竹排，而且一路欢歌。

歌声：“我爱五指山，我爱万泉河……

唱山歌，东边唱来，西边和……”

记者：“最初的时候这儿的竹排是不是挺少的？”

谢进文：“最初的时候，当时才10个竹排。”

记者：“现在有多少？”

谢进文：“现在是116个。”

记者：“这个数量的增加跟打水仗有关系吗？”

谢进文：“有一定的关系，游客玩的开心呀。游客、旅行社在推起来的时候，就好推。客人也比较想玩水，同时也想看一下万泉河两岸的景观。”

琼海市代市长：“自己感受项目应该说定位的非常准确。这个农家乐这个项目之所以取胜，万泉河这个知名品牌，对它这个项目有巨大的推动作用。因为万泉河不但是琼海的象征，更是海南的象征，这是第一个，那么第二个万泉河风光是独一无二。有山、有水、有天，可以山水天融为一体。那么他主要就是说，抓住了一个普通消费者和大众游客亲水性。亲水性是人的本能，看水，听水，玩水，亲水，主要是亲水，把这个水的文章做得比较透。”

景区导游艾志勇：“大部分游客都是来自内地，因为内地的人对海南，海南是四季如春，所以来到这里都特别感兴趣。再一个人的天性都是爱水的，游山玩水。我们南边是白石岭，那边是山，他们先去坐缆车去那边游山，然后来到我们万泉河漂流，就是玩水，出来旅游不

就是游山玩水吗？”

旅游者：“我们最后再决出胜负，我们先守后攻。”

记者：“玩得高兴吗？”

旅游者：“高兴，你们是什么电视台的？”

记者：“中央电视台的。”

旅游者：“我们是中国平安，平安中国。”

记者：“过来开会的？”

旅游者：“对，海南的高峰会。500多个人。都来了，我们那边有一个车去博鳌的。高峰会议，高峰英雄会。”

船工：“我们的主题是观光漂流你不玩水就亏了。”

记者：“赢了输了？”

旅游者：“大家都赢了。”

竹排观光把海南的风光、山水与游人的自娱自乐有机结合，当年红色娘子军与南霸天真枪实战被游客们演绎成一场现代的水枪输赢体验。

记者：“累吗？”

船工：“不累。干这个挺好，一个月能赚六到八百元钱。我是汉族，在万泉河边长大的。”

记者：“每天客人多不多？”

船工：“多。几千。一天三四趟。”

景区导游：“我们平均接待游客，每天的平均量，可以达到3000人以上。旺季的话，可以达到4000人以上。”

游客多了，当地自产的农产品也在自家门口就找到了销路。两岸的农民受益其中。

商贩：“原来种槟榔什么的，2元一个，要吗？”

女商贩：“万泉河鱼尝吗？”

记者：“怎么卖呀？”

商贩：“这个4块，那个3块钱，这种是2块，吃吗？”

记者：“你每天能卖多少呀？”

商贩：“100几十元呀。”

记者：“你的生意好吗？”

商贩：“跟插秧、种田比就好多了。”

记者：“你什么时候开始在这儿卖的？”

商贩：“去年。”

记者：“现在游客比以前多吗？”

商贩：“多多了，好像一天比一天多。”

记者：“游客多了对你的生意有好处吗？”

商贩：“好呀，游客多了，生意就好了。以前游客少，所以就不好，现在游客多，好一点。”

记者：“那你觉得这儿怎么游客多的？”

商贩：“我不知道，反正我就看到客人一天比一天多。我看导游过几天就来了，过几天就来了，可能是喜欢这里吧。”

随着游客的增多，原来冷清的农家乐项目也跟着火了起来。竹排观光就像多米诺骨牌一样，使椰寨农家乐的各个项目连动起来。

导游：“我们知道槟榔树是女人树，两个在一起就是美人关。测试一下身材能不能走过去，能走过去就是标准身材了，过不去，就是英雄难过美人关，自古就是这样了……”

编导:王勋煜

71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告

（附件） 71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告 2015年12月

1、概述 本船为沿海航区开底泥驳。根据中国船级社2015版《国内航行海船建造规范》（以下称《规范》）第二篇第二章2.2.1.2节的规定，由于该船的主尺度比不符合《规范》波浪载荷计算的适用条件，故本计算书按照2.2.9节的要求，对波浪载荷应采用直接计算方法确定。 2、船舶主要参数 总长LＯＡ71.60 m 设计水线长L WL69.19 m 垂线间长L PP67.60 m 型宽 B 15.60 m 型深 D 5.00 m 设计吃水 d 3.70 m 3、计算依据的图纸资料 本计算所依据的图纸有关图纸资料如下： 序号图纸名称 1 总布置图 2 线型图 3 各种装载情况及完整稳性计算书 4 横剖面结构图 5基本结构图 4、计算模型 4.1 水动力模型 采用基于三维绕射-辐射及Morison理论为基础的WADAM程序，因此要建立 水动力面元模型。本计算书在Patran-Pre中建立水动力模型，采用右手直角坐标系，原点位于FR0、基线和中纵剖线的交点处，x轴沿船长指向船首为正方向，y轴沿船宽指向左舷为正方向，z轴向上为正方向，水动力模型见图4.1～图4-2：

图4-1 Patran-Pre环境下的Panel模型 图4-2 SESAM-HYDRO环境下的Panel模型 4.2 质量模型 质量模型对船舶波浪载荷计算的精度至关重要，质量模型和实船的重量重心差别越小，波浪载荷计算精度就越高。为此，需要实际统计全船各部分质量并按静力等效原则得到全船质量沿船长方向的分布。本计算书采用质量点和零质量棒的形式，在Patran-Pre中建立质量模型。零质量棒上两端点的间距为横摇惯性半径的两倍，质量模型见图4-3。

船舶在波浪中航行时的安全操纵

船舶在波浪中航行时的安全操纵 关于船舶在波浪中航行的纯稳性丧失，国内外学者进行了大量的研究，文献[1]、[2]采用波浪中船舶瞬时湿表面的计算方法，得出了稳性变化与波浪要素之间的相互关系；文献[3]、[4]通过船舶操纵运动方程，运用流体动力学理论，将波浪运动的影响引人操纵方程，并对船舶稳性的影响进行了模拟计算。对于船舶驾驶员来说，仅从静态上了解衡量船舶稳性是否满足稳性规范的要求是不够的，更重要的是要从动力学的角度出发，了解和掌握在恶劣的天气条件下，船舶在波浪中的稳性变化规律，保证船舶以适应于稳性要求的姿态正确航 行。 1 稳性变化的原因分析 根据文献[5]，船舶在波浪中航行时，由于船体浸水体积的变化，使得正浮时的浮心B移至B*。根据静力学理论，对于横倾θ度的船舶，波浪中的复原力臂GZ*值与静水中的复原 力臂GZ值之间的差值可由式（1）确定。 ΔGZ=（B*R-BR）-BB*Sinθ（1） 由式（1）可以看出，船舶在波浪中的稳性变化是由于形状稳性和浮心位置的变化所引起 的。 为了具体地表现这种内在的关系，把GZ改写为表示动稳性的稳性高度GM，有： GM=I/V-BG（2） 式（2）中，I为水线面的惯性矩，V为船舶水下排水体积，BG为船舶浮心至船舶重心的垂直距离。由于波浪的影响，船舶的排水体积变为V+ΔV，水线面的惯性矩变为I+ΔI，浮心由B移至B*，则GM的变化GM+ΔGM可近似地表示为： GM+ΔGM=I/V（1+ΔI/I-ΔV/V）-B*G（3） 利用BM=I/V的关系，GM的变化量ΔGM可按下式求得：

ΔGM=BM（ΔI/I-ΔV/V）-BB* （4） 通过式（4）可以看出，导致船舶在波浪中的稳性变化是由于船舶的排水体积和水线面惯性矩的变化以及浮心位置的移动而引起的。第一项为舷侧外漂和船体浸水体积变化引起的BM的变化量表示由注心上下移动引起的变化量。 2 稳性变化与海浪之间的关系 防止船舶因稳性丧失而导致倾覆，是船舶驾驶员最为关心的问题。IMO亦已通过《在随浪和尾随浪情况下避免危险局面的指南》，其目的在于给船长在随浪和尾随浪航行时提供避免危险局面的建议。对于驾驶员来说，了解船舶姿态与波浪之间相互位置关系而导致船舶稳性的变化，从而采取和选择安全的操船方案有着重要的意义。 2.1 波长与船长比（λ/L）对稳性的影响 稳性变化主要是浮在波面上的船体的水线面惯性矩I的增减引起的，并与波浪的大小和船舶的尺度有关。图l给出了在波高H固定不变，波长与船长比（λ/L）变化、以及波浪位 于船舶各种相对位置时的GZ曲线。 从图1可以看出，当船中位于波谷（ξG/λ=0）时，由于船体前后部的水线面惯性矩与静水中相比，其数值是增加的，因而船舶的稳性也是增加的；当船中位于波峰（ξG/λ=0.5）时，由于水线面的惯性矩减少了，故船舶的稳性也随之减小。另外，从图1还可以看出，这种由船体前后部水线面惯性矩的增减引起的稳性变化，当波长等于船长时，其稳性变化量最大，随着波长的增加，其稳性变化量有减少的趋向。

船舶结构可靠性分析

大连海洋大学 船舶结构可靠性分析Analysis of the reliability of the ship structure 船舶结构可靠性分析研究综述 研究领域：船舶与海洋工程（专硕） 姓名：邓英杰 学号： 2015085223012

船舶结构可靠性分析研究综述 摘要：结构可靠性理论是60年代后才发展起来的一门新兴学科，作为结构强度理论与计算结构力学的一个新分支，具有工程实践和船舶安全评价的重大意义。本文就船舶结构可靠性分析近代的发展做了总结性的综述，从载荷、承载能力、可靠性分析方法三个角度出发，并对其今后的研究方向提出了建议。 关键词：船舶结构；可靠性；船舶安全评价；分析方法 1 前言 传统的船舶结构强度计算方法采用的是确定性方法，将船体载荷和材料力学特性等诸多因素都看做是确定性的单值量，这与实际不符，传统的确定性设计已不能满足现代船舶发展的需求，而采用概率统计的方法相比之下更为合理，进而诞生了船舶结构可靠性分析这一学科。 1969年，挪威学者Nordenstrom【1】发表船舶结构分析里程碑的一篇文章，率先将波浪载荷和船舶总纵强度的承载能力看做是随机分布的变量，进而分析船体的失效概率。1972年，美国学者对船体总纵强度的概率模型进行了系统的专题研究，船舶结构可靠性分析理论得到了进一步的发展。 上个世纪80年代中期，船舶可靠性分析方法已经建立了起来。目前，世界各大船级社都在制定以可靠性分析为基础的船舶结构设计规则。

2 载荷 对于船舶结构，静水载荷和波浪载荷是两种主要的载荷形式。 波浪载荷的理论计算是基于上个世纪50年代末的切片理论建立起来的。80年代后期，人们对波浪载荷的研究增加了许多新的内容。S.G.Stiansen【2】提出了波浪载荷的概率模型，研究了低频相应和高频效应的概率组合问题；美国学者 C.G.Soares 从当时的技术水平出发，提出了一个船舶波浪载荷效应的可靠性分析标准模式。该方法的创新性在于，在线性切片理论计算船体波浪弯矩的基础之上，将高频载荷以经验性影响因子的形式与低频波浪弯矩组合。 在早期, 波浪载荷计算中应用的大多是线性理论。随着研究的深入和实践经验的增加, 波浪载荷的非线性性质引起了人们的关注。大量的实船测量和船模试验表明, 行驶在汹涛中的高速舰船, 由于船体的非直舷, 以及底部砰击、外张砰击和甲板上浪等因素的影响, 导致舰船的运动, 特别是波浪载荷呈明显的非线性。这时, 在规则波中的运动不再具有简谐性质, 中垂波浪弯矩幅值明显大于中拱时的幅值。加突出的是, 由于底部砰击和外张砰击, 使船体剖面内出现高频振动弯矩。这种弹性振动是一种瞬态响应, 在高海况下, 两者迭加而成的中垂合成弯矩幅值将远大于线性理论的计算结果。 为了计算砰击振动弯矩，一种被称为“两步走”的方法被广泛使用，即先在刚体假设下计算船体运动和作用在其上的水动力，

COMPASS-WALCS-BASIC波浪载荷中文电子版

中国船级社 船舶与海洋工程线性波浪载荷 直接计算软件 COMPASS-WALCS-BASIC Copyright 2013 中国船级社 哈尔滨工程大学

COMPASS-WALCS-BASIC COMPASS-WALCS-BASIC ——软件简介 COMPASS-WALCS-BASIC是中国船级社与哈尔滨工程大学联合成立的COMPASS-WALCS波浪载荷计算软件协同创新开发团队推出三维波浪载荷计算软件，该软件是COMPASS-WALCS软件系统的基本模块，秉承哈尔滨工程大学前期十余年的研究成果，适用于三维无航速浮体及常规航速船舶的波浪载荷计算，为各种设计环境下海洋结构物的波浪载荷响应计算及设计值的确定提供依据。 软件以三维线性频域势流理论为基础，将面元法和源汇分布法相结合求解三维浮体的辐射水动力系数和绕射力，进而通过浮体的六自由度运动方程获得浮体的运动响应。软件通过悬链线理论建立了锚链系统线性化恢复力刚度系数的求解方法，可以考虑系泊锚链对浮体运动和载荷的影响。软件可以计算和输出浮体上任意位置处的运动、加速度、剖面载荷和水动压力等运动与载荷分量的频率响应函数，并可针对给定的海况资料进行各运动与载荷分量的短期预报和长期预报，进而得到设计载荷值。此外，软件还具有与通用的大型有限元分析软件的计算接口，可以方便的生成用于结构分析的载荷施加文件。 主要功能模块包括： 1） 浮体外壳的参数化建模； 2） 浮体的浮态自动计算和湿表面网格自动生成； 3） 三维无航速频域格林函数计算； 4） 大型稠密矩阵的迭代计算； 5） 一阶速度势的求解； 6） 浮体水动力系数和波浪激励力计算； 7） 锚链系统线性化恢复力刚度系数矩阵的求解； 8） 横摇阻尼的近似估算； 9） 浮体运动、压力与剖面载荷响应函数计算； 10） 运动及载荷的谱分析和长、短期预报； 11） 有限元软件的加载文件输出； 12） 计算结果的图表输出。 1

船舶静止在波浪上的外力计算

船舶静止在波浪上的外力计算 一、整体计算过程（计算思路） 两个假设： 1、假设船舶以波速在波浪的前进方向上航行，即船与波的相对速度为零； 2、假设船体是在重力和浮力作用下静平衡于波浪上的一根梁。 计算思路： 1、船舶外力计算的目的是进行强度校核，应保证： []max σσ≤ 其中，max σ为船体断面最大正应力，[]σ为许用应力。 2、应力计算根据梁的弯曲理论由下式给出： M Z I σ=? 其中，M 为计算断面的弯矩；I 为横断面绕水平中和轴的惯性矩；Z 为计算应力点到中和轴的距离。 3、船体梁在载荷作用下纵纵弯曲产生的弯矩有两部分构成：静水力弯矩和波浪附加弯矩： s M M M ω=+ 整体计算步骤： 1、计算不同装载状态下静水弯矩和波浪附加弯矩以及静水剪力和波浪附加剪力； 2、计算总纵弯矩； 3、计算船体断面的最大正应力； 4、根据许用应力进行强度校核。 波浪要素和装载状态： 1、计算波浪附加弯矩时，标准波浪的波形取为坦谷波； 2、应考虑四种装载状况：满载出港、到港，压载出港、到港

二、各部分计算过程详解 1、静水弯矩计算 两个必要条件：1）船体浮力等于重力；2）重心和浮心在同一铅垂线 静水弯矩计算核心公式： ()()() ()()()()00x x q x x b x N x q x dx M x N x dx ω=-?=???=? ?? 静水力弯矩计算步骤： 1) 绘制重量曲线； 2) 绘制浮力曲线； 3) 求出重量曲线和浮力曲线的差值()q x ，作为船体梁的载荷强度； 4) 根据上面的公式计算静水弯矩。 重量曲线绘制方法： 绘制重量曲线时，必须根据静力等效原则合理分布，满足以下四个要点：重量不变，重心不变，范围一致，均匀分布 围长法：核心是假设船体结构单位长度重量与剖面围长成比例； 抛物线法：核心是假定船体与舾装品总重量构成的重量曲线可以用抛物线和矩形之和来表示； 梯形法：将船体重量近似地用梯形曲线表示； 局部性重量：根据静力等效原则进行合理分布。 浮力曲线绘制方法： 浮力曲线由邦戎曲线得出，由于船舶并非处于平浮状态，所以必须进行纵倾调整，调整方法为解析法和逐步近似法，其中逐步近似法计算过程： ● 按给出的平均吃水m d ，浮心纵向坐标b x ，水线面漂心f x 以及纵稳心半径R ，计算首尾吃水： 22g b f m f g b a m f x x L d d x R x x L d d x R -???=+- ??????-???=-+ ????? ● 确定首尾吃水后，利用邦戎曲线求出对应吃水线时的浮力曲线，可计算出排水体积1V 和浮心纵向坐标1b x 的第一次近似值； ● 将求的的两个数值与给定的排水体积0V 及重心纵向坐标g x 比较，相差较大时，必须作第二次近似计算，由下式确定新的首尾吃水：

波浪载荷预报的目的

波浪载荷预报的目的，是以规则波中的载荷响应为基础，通过理论计算，确定船舶在给定的时间运行于实际海清中的波浪载荷变化特性。波浪载荷预报常分为短期预报和长期预报两类。短期预报的时间范围为半小时到数小时，在此时间内，船的装载状态、航速、航向角以及海清都可以认为是固定不变的。长期预报的时间范围是数年或整个寿命期，在此时间内，上述因素都会改变的，长期预报是由许多短期预报组成。一旦船舶运行海域和概率水平确定后，即可得到对应的波浪载荷特征最大值X max。此值表示船舶在波浪遭遇 次数为n的整个使用期内，最可能出现的最大波浪载荷。计算结果包括传递函数、短期预报和长期预报。其中图中“LFy'’代表横向对开力，"LFz" 代表横垂向剪力，"LMx”代表横垂向弯矩，"LMy"代表纵摇有关扭矩，"VWSF'’代表垂向波浪剪力，,},.j,M,’代表波浪扭矩，"VWBM”代表垂向波浪弯矩，"HWBM”代表水平波浪弯矩。 三体船纵向波浪载荷长期预报值沿船长的变化见图42一45。横坐标为沿船长的站号，纵坐标为载荷的长期预报值，响应是单幅值。纵垂向剪力沿船长变化呈双峰现象，且靠近船舰处的峰值大于靠近船舷处的峰值;纵向扭矩、纵垂向弯矩、水平弯矩都在船肿附近取 得最大值，且越靠近船舷舰方向越小。c1)横向波浪载荷与纵向波浪载荷都是三体船较为重要的波浪载荷。 (2)一般三体船主要横向波浪载荷在横浪时较大、主要纵向波浪载荷在顶浪时较大、 而横、纵向扭矩在斜浪时较大，所以在进行结构分析和强度衡准时，应采用不同的载荷工况分别分析计算。 (3)就纵向波浪载荷而言，三体船两个较小的片体对纵向扭矩影响较大。而对纵垂向 弯矩和水平弯矩影响不大。 (4)在相同的海浪统计资料下，采用不同的极限有义波高对长期预报结果也有影响， 极限有义波高越大，长期预报值也就越大。 根据本文的计算结果，可了解高速三体船的波浪载荷特征，为结构的进一步优化设计提供了重要依据和相关规范公式的修改提供参考。

船舶在波浪中

船舶在波浪中 的运动 学号：M93520070 姓名：赖建中

?简介 ?操纵数学模式 ?运动数学模式 纵移（Surge）、横移（Sway）、上升下潜（Heave）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）、偏摇（Yaw）

? 船舶在海上行进时的反应是一个非常复杂的非线性现象，因为不只有波浪作用力，同时船本身也有一个前进的动力存在。 ? 规则波 单方向不规则波 多方向不规则波 操纵数学模式 ? 使用日本MMG( Mathematical Modeling Group)流力模式。 ? 船舶、螺桨、舵单独性能为基础再加上三者的扰动效应。 ? 只考虑船舶纵移(surge)、横移(sway)、平摆(yaw)、横摇(roll)。 坐标系 ? 空间固定坐标 ? 船体固定坐标 ? 船体固定坐标与水面平行。 ? 地球公转与自转效应忽略。 →→

运动方程式 ? 如果将 定在船体重心 上 ? 不考虑起伏(heave)、纵摇(pitch) ? 角速度 ? 重心速度相对于空间固定坐标的转换 ? 重心速度相对于水的速度转换成相对于地球的速度。 船舶-流体力与力矩，附加质量和黏滞度影响 ? 流体力系数可视为只与船舶之瞬间运动状态有关，此即所谓的准定态(quasi-steady)处理方式。 ? 考虑横摇运动 O G ()()() H eave X m u w p vr Sur ge Y m v ur w p Sw ay Z m w vp uq ??? ?? ?? =+-=+-=+- ()()() R ol l Pi t ch Yaw x z y y x z z y x K I p qr I I M I q r p I I N I r pq I I ??? ?? ?? =+-=+-=+- () pr op ps I I n Q Engi ne += () () X m u vr Y m v ur ?? ??? =-=+ p q r φ θ???????? ??? 00cos si n si n cos X u v Y u v ???? ?????=-=+

水深对超大FPSO波浪载荷的影响研究

文章编号:100529865(2005)0320001206水深对超大型FPSO 波浪载荷响应影响试验研究 谢永和1,2,李润培1,杨建民1,许劲松1 (1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海　200030; 2.浙江海洋学院工程学院,浙江舟山　316004) 摘　要:随着超大型浮式生产储卸油装置FPS O (floating production storing and offloading )在渤海浅水海域的广泛应用,水深对FP 2 S O 波浪载荷响应的影响问题突现出来。对缩尺比为1∶100的三模块分节模型进行了水深对超大型FPS O 波浪载荷响应影响 的试验研究,试验结果表明水深对FPS O 波浪诱导载荷的影响很大。关键词:模型试验;超大型FPS O ;波浪诱导载荷;浅水海域中图分类号:P751 文献标识码:A Experimental study on the effects of water depth on wave 2induced loads response of a very large FPSO XIE Y ong 2he 1,2,LI Run 2pei 1,Y ANGJian 2min 1,X U Jin 2S ong 1 (1.S tate K ey Laboratory of Ocean Engineering ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200030,China ;2.Engineering C ollege of Zhejiang O 2cean University ,Zhoushan 316004,China ) Abstract :With the wide use of very large FPS O in the shallow water area of Bohai Bay ,a new subject concerning the effects of water depth on wave 2induced loads response of FPS O appears.In the present paper ,a 32m odule m odel experiment with scale 1∶100is described ,and the ef 2fects of water depth on wave 2induced loads response of a very large FPS O are studied.The experimental result shows that the water depth has a substantial effect on wave 2induced loads. K ey w ords :m odel test ;very large FPS O ;wave 2induced loads ;shallow water area 收稿日期:2004212209 基金项目:国家863计划重大专项资助项目(2002AA602011) 作者简介:谢永和(1967-),男,浙江舟山人,副教授,博士研究生,主要从事船舶与海洋工程结构力学研究。 近年来,FPS O 在海上油气开发中得到了越来越广泛的应用。大多数在渤海海域服役的FPS O 工作在浅 水海域。主尺度大与水深吃水比小,直接导致其船体水动力特性与深水条件下的水动力特性有较大区别。因此,对超大型FPS O 在浅水中的波浪诱导载荷响应进行试验研究十分必要,通过试验研究可为浅水超大型FPS O 系泊系统设计、船体疲劳寿命计算以及运动安全性评估等提供更加科学的依据[1～10]。 本文所进行的试验在于研究FPS O 在特定海况下波浪诱导载荷响应随水深变化的规律。尽管船舶波浪载荷的模型试验方法经过了多年发展已相对成熟,但对于有限水深船舶波浪诱导载荷的试验研究方面开展得不多,国外也较少见到相关发表的文章。 因此如何在模型试验中模拟实际海况,研究船舶可能遭受的波浪诱导载荷响应,并探讨其随水深变化规律是本试验研究的主要目的。 1　浅水超大型FPS O 试验模型 为了使实验结果能反映实际结构物在波浪中动力响应规律,模型和实际结构之间需要满足几何相似、水 第23卷第3期2005年8月 海洋工程 THE OCE AN E NGI NEERI NG V ol 123N o 13Aug.2005

船舶操纵运动波浪力计算

船舶操纵运动波浪力计算 2.1 不规则波入射力计算模型 依据概率统计理论，不规则波的波面可以看作是由一系列具有不同的频率、波数、波幅、传播方向以及随机分布初相位角的规则波叠加而成。在实际应用中寻求海浪的统计特性，通常采用“波能谱”的概念来描述海浪。 海浪形成的过程是风把能量传递给水的过程。这一过程大致可分为两个阶段，第一阶段为波浪生长阶段，当风最初作用于海面上时，海面开始出现较小的波，随着时间的增长，风不断地把能量传递给水，波浪越来越大，显然这一阶段海浪是比较复杂，其统计特性随时间不断变化，这一阶段的海浪描述描述相当复杂。但是，当波浪渐趋稳定时，波的能量达到一定值，其统计特征基本上不随时间变化，为了这一阶段海浪的数学描述，应用波谱密度函数，从大量观察分析结果表明海浪以及船舶在波浪中的运动等均属于狭带谱的正态随机过程，因此基于以下假设： 1．波浪为弱平稳的、各态历经的、均值为零的正态(高斯)随机过程。 2．波谱的密度函数为窄带。 3．波峰(最大值)为统计上独立的。 由波的方向性谱密度，不规则波的波面可用下列随机积分表示来描述： ??- ∞ +-+=220 ),(2)],()sin cos (cos[),,(π π?θωθωθωεωθηθξηξ?d d S t k t （2-1） 其中，),(θω?S 为波谱密度函数，表示了不规则波浪中各种频率波的能量在总能量中所占的份量。 仅考虑波沿主浪向运动的情况，并将式（2-1）转化为随船坐标系下表示为： ?∞ +--=0 )(2)]()sin cos (cos[),,(ωωωεωμμ??d S t y x k t y x e （2-2） 为了方便计算，将波能谱密度函数进行离散，用求和形式代替上式的积分如下： ∑=+--?=n i i ei i i t y x k S t y x 1 ])sin cos (cos[)(2),,(εωμμωω?? （2-3） 其中，相位角i ε可视为均匀分布在（0，2π）区间内的随机变量。 由于不规则波可看作是多个规则谐波分量叠加的结果，因而航行于不规则波浪中的船舶所受到的主干扰力仍然依据傅汝德-克雷洛夫（Froude-Krylov ）假设。 类比规则波主干扰力的推导过程，深水中不规则波浪对船体的主干扰力（力矩）仍然是对压力差沿船体表面进行的积分，同样将船体简化成箱体，经推广可得不规则波对船体的主干扰力和力矩的数学模型表达如下：

【开题报告】80m矿砂船波浪载荷计算

开题报告 船舶与海洋工程 80m矿砂船波浪载荷计算 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： (一)国内外研究动态 船舶的波激振动是大型船舶在较低海况下可能产生的船体较大幅度的二节点振动现象, 波激振动引起的船体垂向弯矩甚至可达到波浪弯矩的二分之一以上, 由此引起比较严重的船体结构疲劳问题, 当船舶尺度越大时, 波激振动现象就可能越严重。 林吉如（1995）[1]对超大型油轮的波激振动的发生机理进行了实船测量和船模试验研究, 还探讨了波激振动对超大型油船总纵强度及疲劳寿命的影响。在实船测试中，他对船中甲板应力进行谱分析和滤波后发现该船在7至9级风的海况下确实存在波激振动现象。波激振动应力叠加到波浪诱导应力上去后会使船体总纵弯曲应力增加 13%~17%。通过模型试验, 发现超大型油船在规则波顶浪中匀速航行时, 当波浪遭遇频率和船体二节点固有振动频率接近时, 就会激起船体共振, 产生所谓的线性波激振动现象。一旦波浪遭遇频率稍微偏离共振频率, 波激振动现象马上消失。因此, 他认为影响波激振动的最敏感因素是航速和航向。他还发现波激振动产生的弯矩的无因次系数可能数倍于油船设计波浪诱导弯矩的无因次系数值, 波激振动产生的船体应力在船中剖面附近最大, 并逐渐向首尾两端减小。 顾学康等（2000）[2]根据试验和理论方法对规则波中垂向弯矩的高阶调和成分进行了研究。研究表明如果弯矩的较高阶成分等于船体梁的特征频率, 则这个高阶的成分可能会导致波激振动的发生, 即所谓的非线性波激振动。Dudson等（2001）[3]则提到波浪载荷的二阶或倍频成分可能会对波激振动的产生有所贡献（尽管没有在他们的模型试验中得到证实）。Jensen 等（2004）[4] 认为对传统的船舶来说, 如果弯曲刚度小、航速高和非线性激励严重, 则波激振动可能会比较严重。顾学康等（2004）[5]对一超大型油船进行了线性（船体梁一阶振动频率等于遭遇波频）与非线性（船体梁一阶振动频率等于遭遇频率的整数倍）波激振动试验, 对油船波激振动响应特征及其对结构疲劳的贡献进行了研究。通过试验发现, 零航速时, 按波浪遭遇频率变化的低频波浪弯矩能量较大