一、回复力、惯性和ω~2（论文文献综述）
徐胜[1]（2012）在《半潜式平台运动耦合分析方法及水动力模型试验研究》文中研究表明随着近水油气资源的开发殆尽，海洋资源的开采已逐渐步入深海。浮式海洋结构物作为深水油气资源开发的利器，其所处的海洋环境极其恶劣，动力响应十分复杂。深水浮式系统的动力响应是整个浮式系统设计的依据，准确预报浮式结构物对的运动响应及其系泊缆索的动力响应有着及其重要的作用。水池模型试验是预报浮式系统动力特性最可靠的方法，然而由于水池的尺寸有限，对于深水浮式结构物而言，在常规缩尺比下很难满足其试验要求。为解决深水浮式结构物模型试验的问题，混合模型试验方法被提出，即用水深截断系泊系统代替全水深系泊系统进行模型试验。然而水深截断系泊系统并不能完全等效替代全水深系泊系统，两者的动力特性存在差异，且差异随截断因子的增大而增大，因此对混合模型试验进行深入研究是必要的。本文以一座中海油深水半潜式平台的混合模型试验为背景，对混合模型试验及水深截断系泊缆索的动力特性展开研究。本文的主要研究内容包括：1.水深截断系泊缆索的静力等效设计。运用悬链线法完成系泊系统的静力分析，采用经验公式和迭代法设计了全水深400m悬链线系泊缆索的200m非均质截断系泊缆索及全水深为1000m悬链线系泊缆索的200m均质截断系泊缆索。从全水深系泊系统和水深截断系泊系统的静力特性对比可知，截断方法可行。2.大水深截断因子水深截断系泊缆索选型研究及水深截断系泊缆索动力相似设计。对三种水深截断因子为5的水深截断系统与半潜式平台进行全时域耦合分析，提取平台的运动响应及缆索的动力响应，与相同条件下全水深系统的响应进行对比，综合各项因素，确定最适合用于模型试验的水深截断系泊缆索型式。在完成全水深为1500m、1000m及400m的悬链线系泊缆索的200m水深截断系泊缆索静力相似设计后，进行进一步的动力改进相似设计。3.以半潜式平台在1500m和1000m水深作业为背景，进行模型试验，得到平台的运动响应和代表性的缆索张力。用SESAM软件的Wadam模块对截断水深模型试验进行数值重构，在DeepC模块中进行数值外推。对比三种不同截断因子的水深截断系统的数值重构值及数值外推值，研究水深截断因子对混合模型试验的影响。4.探讨水深截断对水深截断因子动力响应的影响，针对大截断因子的水深截断系泊缆索，研究了水平截断及顶端材料对其动力响应的影响。分析了整个半潜式平台系统的阻尼，并对系泊阻尼的影响因素展开研究。
卫涛[2]（2014）在《基于TLP原理的海上风机浮式基础研究》文中进行了进一步梳理海上蕴含丰富的风能，海上风力发电为人类提供了大量可再生清洁能源。海上风电从浅海的桩柱型向深海的漂浮式发展是必然趋势。深海的漂浮式风力发电已成为国外研究的热点领域，但在我国尚处于起步阶段。对海上浮式风机而言，浮式基础结构显得尤为重要，因此，急需开展海上风机浮式基础的研究。本文参考IEC-61400-3规范（国际电工协会《海上风机设计要求》）及DNV海上浮式平台相关规范，对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了概念设计及相关力学性能的系统研究。主要研究内容及相关结论如下：（1）对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了概念设计。通过对不同平台型式的特点分析，选定了TLP平台基础型式；初步确定了浮式基础的主尺度。同时对概念设计的浮式基础进行了稳性和运动性能初步计算，通过计算发现海上张力腿浮式风机主要性能指标均满足要求，并对计算结果进行了初步分析。（2）对海上张力腿浮式风机整体结构进行了动力响应研究。建立了全耦合一体化海上张力腿浮式风机整体结构有限元模型并对其进行了动态特性分析，分析发现浮式风机系统的整体结构固有频率有效的避开风轮激励频率和主要海浪频率；选取风机正常发电状态下的工况对海上张力腿浮式风机在风浪流联合作用下的动态响应进行时域耦合仿真分析，并计算和分析了海上张力腿浮式风机在特定风浪组合下不同响应变量的变化特点；通过不同响应变量的谱密度函数特征比较了不同风速、不同波高对浮式风机响应变量的影响，分析发现在特定风速范围内，风载荷对浮式风机系统的影响要比波浪载荷大。（3）对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了水动力性能研究。在频域范围内计算了TLP型浮式基础的水动力系数，得到了一阶波浪激励力和六自由度运动响应的RAO；通过对RAO进行分析，给出了可能使TLP型浮式基础处于危险海况的波浪频率范围；并研究了张力腿预张力、张力腿刚度、张力腿长度、张力筋腱根数等特征参数对浮式基础运动响应的影响；对TLP型浮式基础受到的一阶波浪激励力和六自由度运动响应分别进行了短期和长期预报。（4）对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了结构设计。参考DNV海洋平台规范，使用载荷抗力分项系数设计法选取不同极限状态下的载荷系数，确定了TLP型浮式基础不同部位的设计载荷；根据设计载荷确定了浮式基础不同部位的最小设计板厚以及加强筋和桁材的最小剖面模数。（5）对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了波浪载荷预报。建立了详细的TLP型浮式基础波浪载荷计算模型；计算了TLP型浮式基础典型剖面载荷并得到了各工况下典型剖面载荷分量的传递函数；完成了典型剖面载荷的长期预报，得到各工况下典型剖面载荷分量的长期统计值，并确定了TLP型浮式基础总体强度分析所需的设计波参数。（6）对基于TLP原理的海上风机浮式基础进行了总体强度分析。建立了TLP型浮式基础总体强度分析的有限元模型；完成了不同载荷工况下TLP型浮式基础总体强度计算；对TLP型浮式基础的总体强度计算结果进行分析并对高应力区进行讨论，给出了影响TLP型浮式基础总体强度的关键因素及修改意见。（7）设计了海上张力腿浮式风机缩尺比试验模型，进行了试验方案设计。试验方案中拟安排主要测量海上张力腿浮式风机在风浪联合作用下的运动响应性能，以及风载荷的模拟方法对于张力腿浮式风机运动响应的影响。
吴刚[3]（2006）在《混合磁轴承飞轮系统设计与控制方法研究》文中认为磁轴承动量飞轮是一种新型的空间飞行器姿态控制执行机构,它采用磁轴承替代传统飞轮的滚珠轴承,消除了飞轮转子与定子的机械接触,能够有效地减小摩擦、抑制振动、提高转速,从而可以较大幅度地提高姿态控制系统的稳定度和指向精度。本文围绕永磁偏置型混合磁轴承动量飞轮这一具体的工程应用对象,从飞轮的构型设计、磁轴承结构设计与优化、结构参数与性能分析、转子运动分析、控制系统设计、控制方法及磁轴承飞轮实验测试等方面,进行了较为系统和全面的研究。首先,进行了磁轴承飞轮构型设计分析,广泛研究了各种磁轴承结构,分析了飞轮空间应用的限制和需求,确定了飞轮的永磁偏置型混合磁轴承结构形式,采用这种磁轴承支承设计了两轴型磁轴承反作用飞轮和四轴型磁轴承动量轮两种飞轮构型。针对飞轮混合磁轴承结构设计问题,基于等效磁路理论,提出了一种永磁偏置磁轴承工程化设计方法,进行了混合磁轴承永磁和电磁参数的设计与计算分析;提出了基于等效偏置电流的永磁偏置磁轴承磁力的线性化方法,方便磁轴承飞轮线性系统控制模型参数的确定;鉴于刚度对磁轴承性能的重要性,提出了一种基于刚度指标的磁轴承线性化设计方法,保证了系统的控制性能,具有较好的设计效果;并对磁轴承进行了结构参数与系统性能分析的研究,针对磁路磁阻的影响、控制器与结构参数的关系、控制线圈电流和磁力的响应速度等进行了理论分析,从系统性能的角度出发提出了一些结构参数的设计原则。其次,进行了磁轴承飞轮的结构优化设计研究,基于等效磁路的分析方法,考虑到空间应用的限制与要求,采用进化算法和模拟退火算法分别对混合磁轴承进行了永磁磁路质量、电磁磁路质量与磁轴承负刚度性能指标的优化设计研究,并对飞轮外转子进行了结构强度的优化设计。运用有限元数值计算方法,对混合磁轴承进行了三维磁场的有限元计算与分析,确定了永磁与电磁磁场的空间分布,检验了磁路设计方法的有效性。针对磁轴承的涡流损耗问题,对磁轴承具体结构进行了改进,并采用有限元方法进行了计算分析。考虑到飞轮高速运转下可能出现的结构失效问题,进行了飞轮转子的应力应变有限元分析。在磁轴承飞轮动力学运动分析方面,建立了四轴型磁轴承动量轮的动力学模型和两轴型磁轴承飞轮的控制系统模型。基于刚性磁轴承动量轮的运动方程,研究了其运动稳定性与临界转速等转子动力学基本问题,并进行了动量轮平动运动的耦合分析。在磁轴承飞轮的控制方法研究方面,首先进行了线性控制器设计,实现了磁轴承飞轮的稳定悬浮,设计了交叉反馈控制器实现了高速转动下的飞轮转子进动与章动抑制。其次,进行了非线性控制方法的应用研究,采用传统的变结构控制方法设计了磁轴承飞轮的变结构控制器,仿真表明了系统良好的控制特性。再次,将全滑模变结构控制方法应用于磁轴承动量轮系统,消除了系统的趋近运动段,进一步增强了被控对象的鲁棒性。最后,在综合结构设计与控制方法研究的基础上,进行了磁轴承飞轮相关实验研究。针对飞轮磁轴承结构参数与控制系统设计进行了相关的分析与测试,进行了飞轮静态、动态悬浮实验与真空降速实验等。实验测试结果表明设计的磁轴承飞轮样机达到了设计所要求的角动量、转速和阻滞力矩等性能指标。
赵文华[4]（2014）在《浮式液化天然气装备（FLNG）水动力性能的数值分析及实验研究》文中提出当今国际社会对环境保护日益重视，清洁能源的需求量大增。天然气作为一种热值高、排放少、价格低的清洁能源而备受关注。对清洁能源需求的不断增加，以及陆上油气资源的日渐枯竭，加速了世界上各大石油天然气公司向海洋尤其是深水海域进军的步伐。为了经济高效地开发深海气田，尤其是海洋边际气田、小型气田，国际上提出了浮式液化天然气装备（Floating Liquefied Natural GasSystem，简称FLNG）的概念。FLNG是集海上天然气/石油气的生产、液化、储存与卸载功能为一体的新型天然气开发平台。作为一种经济高效的开发方案，该新型平台的提出，一方面将彻底改变传统的海上天然气开发模式；另一方面，将有效地避免在深水海域铺设管道所面临的技术难题，使深海天然气田的开发成为现实。FLNG具有广范的应用前景，是海洋工程领域的研究热点之一。天然气通常冷却至-162℃以液化天然气（Liquefied Natural Gas,简称LNG）的形式存储，并卸载至天然气运输船（LNGCarrier,简称LNGC），由其运送到沿海的天然气基地进行处理。在此过程中，超低温对多浮体间的卸载作业提出了更高的要求；另外，LNG的强非线性晃荡将在舱壁处引起较大的冲击力，并在很大程度上影响FLNG的水动力性能。以上特点使得FLNG的水动力性能研究区别于传统的FPSO研究。我国南海深水海域天然气储量巨大，FLNG水动力性能及其关键技术的研究是目前海洋工程领域的前沿课题，也是我国南海油气资源开发战略中的重要课题。本论文通过数值分析与水池模型实验相结合的方法，对FLNG系统的水动力性能，诸如FLNG船体水动力性能、FLNG船体/系泊系统耦合水动力性能、FLNG-LNGC多浮体与连接系统耦合水动力性能等进行了研究。同时，针对FLNG水动力性能的重要影响因素，如舱内液体晃荡进行了研究，并针对非线性晃荡与船体运动之间的耦合响应机理进行了深入地研究。采用三维频域势流理论对FLNG船体的水动力性能进行数值预报，获得了FLNG船体的附加质量、阻尼系数等水动力参数以及船体运动的幅值响应算子（ResponseAmplitude Operator，简称RAO），对FLNG船体的水动力性能进行分析。采用短期预报技术，对FLNG船体在南海百年一遇波浪作用下的响应特性进行预报。基于卡明斯理论，并通过频域转时域的方法，针对FLNG船体运动及系泊系统动力响应开展时域耦合数值分析。研究了不同海况条件下，FLNG船体的运动性能及系泊系统的动力响应，考察了FLNG概念在我国南海海域应用的可行性。进一步，全面考虑多浮体间的相互水动力影响、船体与系泊系统间的耦合，建立了FLNG-LNGC多浮体系统的时域耦合数值分析模型，对旁靠（Sideby Side）与尾输（Tandem）卸载作业时的水动力性能，诸如FLNG与LNGC之间的相对运动、系泊系统张力特性、连接缆张力及防碰装置所受的压力情况等进行了系统地研究。针对多浮体系统水动力性能的重要影响因素，如连接缆长度、刚度以及两浮体之间连接方式等进行了研究。采用水深截断技术对全水深系泊系统进行水深截断设计，开展相应的水池模型实验，对数值计算结果加以验证。水池模型实验包括静水衰减实验、水平刚度实验、白噪声不规则波实验以及风、浪、流不规则波实验等。通过实验数据与数值分析结果的对比，验证了文中所建数值分析模型的可靠性。利用数值分析与水池模型实验相结合的方法，对FLNG系统的整体水动力性能进行了研究，为FLNG的系统设计及卸载方案设计提出了有益建议。FLNG船体的运动将引起舱内LNG的晃荡，而舱内液体的晃荡一方面将会在液舱的壁面形成较大的冲击压力，另外一方面将会影响FLNG船体的整体运动性能。开展白噪声不规则波实验，实验中分别采用固体及液体对FLNG模型进行压载，通过两种情况下FLNG运动响应RAO的对比，考察了舱内液体晃荡对FLNG船体整体运动性能的影响。更进一步，针对二维非线性晃荡与船体运动之间的耦合响应开展研究，探索其响应规律及耦合机理。自主开发了时域耦合计算程序，并开展相应的二维水池模型实验加以验证。文中设计了不同的载况进行了水池模型实验，研究了装载水平及周期变化对耦合响应的影响。在时域耦合计算模型中，采用半拉格朗日方法对舱内液体晃荡引起的非线性液面进行捕捉。基于加速度势概念，建立了关于加速度势的初边值问题，从而更为精确地预报舱内液体晃荡所引起的冲击力。船体运动的求解则通过频域转时域的方法得以实现。该耦合分析模型采用4阶龙格-库塔方法进行时间步进，实现对非线性晃荡与船体运动耦合响应的预报。利用该数值分析模型，研究了舱内液体晃荡的强非线性流动特性，并考察了入射波波高及频率变化对液体晃荡与船体运动耦合响应的影响。通过对舱内自由液面的深入研究，探索了液舱内部作用力的成因，以及舱内液体晃荡与船体运动的耦合机理。综上所述，本文提出了有效的数值分析方法，并利用水池模型实验结果验证了其可靠性。形成了一套完整可靠的预报方法，对FLNG系统的水动力性能及其重要影响因素进行研究，验证了FLNG概念在我国南海海域应用的可行性，考察了FLNG系统在极限作业海况下的水动力性能，为FLNG卸载方案的设计提出优化方案，得到了具有创新意义的结论。文中完善了非线性晃荡的计算理论，克服了强非线性自由液面的捕捉及更新难题，自主开发了时域耦合计算程序，实现对强非线性晃荡与船体运动耦合响应的可靠预报；该程序在保证良好可靠性的同时，大大提升了计算效率，便于在工业界的推广应用。本论文的研究成果，对于全面认识和深入研究FLNG系统的水动力技术性能，形成相关的数值预报技术和实验技术手段，具有十分重要的意义。
李亚军[5]（2012）在《高速滑行艇纵向运动稳定性预报方法研究》文中研究表明高速滑行艇海豚运动是滑行艇静水中高速滑行时产生的纵摇和垂荡耦合运动，海豚运动对滑行艇以及船员的安全有严重的威胁。由于高速滑行艇滑行时有折角线流动分离等强非线性效应，难以应用非线性理论数值模拟海豚运动。本文基于简单格林函数的非线性2D+t理论数值预报滑行艇的海豚运动临界参数，主要开展了以下工作：探讨了二维物体入水砰击问题的简单格林函数非线性边界元方法。探讨了自由面与物面交点的处理、射流区的处理、非线性自由面条件的迭代求解、自由面锯齿不稳定性的移除以及物面压强的精确求解等数值关键技术，探讨了迭代步长、计算域大小、自由面网格数量以及划分方案对计算结果的影响。引入折角流动分离模型以数值模拟带有折角物体入水问题。数值计算了八个不带折角和两个带有折角的楔形体恒速入水的自由面形状、物面压强分布、最大压强系数和垂向水动力，并与其他理论计算值进行比较。探讨了二维物体辐射问题的简单格林函数非线性边界元方法。探讨了远方辐射条件的处理，探讨了迭代时间步长、自由面网格数量、计算域大小、阻尼区长度以及平滑周期对于计算结果的影响。计算了楔形体、圆柱以及具有深吃水和浅吃水的外飘船艏横剖面的附加质量、阻尼系数、二阶定常力、二阶谐振力以及三阶谐振力，并与试验值以及其他数值结果进行了比较。探讨了滑行艇静水匀速航行问题的简单格林函数非线性2D+t理论。数值计算了滑行艇以不同速度在静水中航行时的自由面以及剖面垂向力沿滑行艇艇长的分布。探讨了重力效应的影响，探讨了斜升角、纵倾角以及航速对剖面垂向力最大值的影响，计算了滑行艇不同速度的动升力系数并与Savitsky经验公式进行。探讨了高速船在静水中匀速航行并伴随强迫振荡问题的简单格林函数非线性2D+t理论。以WigleyI和WigleyIV为例计算了不同速度航行不同频率垂荡或纵摇时的水动力系数并与试验值以及频率线性理论、三维线性频域理论计算值进行比较验证理论的正确性。基于线性稳定性分析以及Routh-Hurwitz稳定性判据给出了滑行艇海豚运动判定依据，结合该判据和非线性2D+t理论数值预报了不同斜升角、载荷系数的滑行艇海豚运动并与试验值和Savitsky经验公式进行了比较，探讨了载荷系数、惯性矩半径以及斜升角对海豚运动临界纵倾角、重心位置以及湿长度的影响。研究表明，研究的简单格林函数非线性边界元方法能够准确的预报二维物体入水砰击的物面压强分布和自由面形状，引入的流动分离模型能够有效的模拟带折角的二维物体入水砰击问题。基于简单格林函数的非线性2D+t理论，能够比较准确的计算高速船匀速航行并伴有强迫振荡的水动力系数，采用该方法和Routh-Hurwitz判据能够较为准确的预报高速滑行艇海豚运动临界参数。滑行艇的水动力系数与斜升角、纵倾角和航速等有关，载荷系数、惯性矩、斜升角和重心位置等是滑行艇海豚运动的主要影响参数。
常永全[6]（2008）在《迎浪船舶参数横摇的理论研究》文中研究说明参数横摇是指船舶在波浪中由于自身系统中稳性参数的周期性变化所引起的船体梁横摇共振运动现象。参数横摇是船舶非线性运动的一种表现形式,影响船舶的营运效率,严重威胁着船舶及客货的海上安全。参数横摇的研究始于上世纪三四十年代,近十年来,实海域中的船舶参数横摇问题已成热点。本文以船舶运动的频域势流理论为基础,应用时域模拟方法研究迎浪船舶在规则波和长峰不规则波下的参数横摇问题;考虑了垂荡、纵摇与横摇的之间的耦合作用;建立了二阶非线性微分方程组,描述船舶的这一非线性运动现象;应用泰勒展开法分析船舶的共振系数;应用线性叠加法模拟船舶在长峰不规则波中的波浪干扰力和船舶初稳性变化。在以上合理的理论模型基础上,作者自行开发了一套针对参数横摇研究的‘PARR’程序,并以一艘4000TEU巴拿马型集装箱为具体算例,研究了规则波情况下的波高,波长,航速以及遭遇频率和横摇固有频率之间的关系对参数横摇的影响,得到了船舶参数横摇的危险区域,并且分析了参数横摇对船体梁上质点的速度、加速度影响。对于不规则波下的参数横摇的研究,提出了间接谱方法衡量参数横摇的发生概率,重点研究了波浪群性对船舶参数横摇的影响。
徐潜龙[7]（2020）在《点吸收式波浪能装置水动力问题的边界元法与试验研究》文中进行了进一步梳理近些年来,随着海洋新能源技术的不断发展,点吸收式波浪能装置（floating point absorbers,FPA）被广泛地应用于实际之中。本文以线性势流理论为基础,给出了求解三维波浪与结构物相互作用边值问题的边界元方法,并应用上述方法求解点吸收式波浪能装置的水动力问题。同时,本文使用直线式电机设计和研发了具有相位控制功能的PTO装置,并将其应用于点吸收式波浪能装置的模型试验。本文的主要研究工作如下:1.本文系统讨论和总结了三维频域自由面格林函数的数值算法。对于无限水深格林函数,总结前人经验,将计算域划分为三个子域,在每个子域内利用幂级数展开或者高斯积分计算函数值。对于有限水深格林函数,本文对传统的级数表达式进行变形处理,使其避免在高频情况下出现计算失真,保证级数算法在具有底部效应的高频问题中仍具有足够的计算精度;对于积分表达式,本文采用去奇异性方法和Gauss-Laguerre积分法计算函数值。对级数算法和积分算法进行验证和比较后,本文从计算效率和精度两方面考虑,给出了两种算法的适用条件。2.本文基于三维频域自由面格林函数,采用边界元法求解任意形状三维浮体的绕-辐射问题。以源-偶混合分布为基础,详细讨论了该方法的一切技术要点,包括物面离散方法、格林函数的面积分计算方法以及波浪激励力和水动力系数的求解方法,并据此开发了频域边界元计算程序,该程序可处理三角形和四边形面元。通过数值算例,本文将计算结果与相关文献计算值和试验值进行了比较,吻合良好,验证了本文边界元程序的有效性。3.本文介绍了前人进行的双浮子FPA模型试验并给出了快速求解双浮子FPA在波浪中的运动响应和波浪能吸收功率的数值方法。针对该试验中浮子的几何特性,采用莫里森公式中的二次拖曳力项来近似估算由粘性效应引起的压差阻力,并引入KC数建立起浮子位移与二次粘性系数的关系。本文使用已开发的三维边界元程序计算了该双浮子FPA在规则波中的运动响应和平均波浪能吸收功率,并将结果与试验值进行了对比,验证了本文数值方法的有效性。4.本文选取半球底圆柱作为浮子,采用直线式电机作为PTO装置并设计编写了控制程序,根据设定的PTO弹性系数、阻尼以及浮子位移信号来产生所需要的PTO作用力,通过改变浮子的运动状态来模拟FPA装置吸收波浪能的过程。通过在静水中进行浮子的自由垂荡衰减试验,估算出粘性阻尼和粘性附加质量,并以此对势流模型进行修正。在此基础上,进行浮子在规则波中的绕射和自由升沉试验,通过对浮子垂荡RAO的试验值与边界元法的计算结果进行比较,验证了粘性效应估算方法的有效性。随后,本文通过控制程序对PTO弹性系数进行调节,在试验中实现了对浮子垂荡运动速度相位的控制。在半球底圆柱FPA波浪能吸收试验中,本文通过相位控制,使浮子始终在谐振状态中吸收波浪能。试验结果表明,相比于传统的被动控制方法,采用相位控制的PTO系统可在波浪频率远离固有频率时吸收更多的能量,有效拓宽了FPA装置的能量俘获频谱宽度。
魏汉迪[8]（2019）在《深海平台混合模型实验截断设计及数值重构与外推方法研究》文中研究说明由于深海平台成本昂贵、工作环境恶劣,为保证平台安全性,通常需对其进行模型实验。而采用常规模型实验方法和缩尺比进行缩尺模拟后,深水系统模型尺度仍然远超实验水池尺度。因而研究人员提出混合模型实验方法,以突破水池尺度限制,实现深海浮式平台系统的模型实验。经典的混合模型实验流程包括截断设计、模型实验、数值重构与外推三个步骤,其有效性虽已经被国内外学者验证,但仍存在许多问题,例如:无法限制截断前后垂向力与预张角的差异;由于目标函数过多,非对称式系统的截断设计存在维度灾难的问题;由于平台水平漂移过大导致系统力学不相似;基于势流理论与线性运动方程的数值重构与外推方法存在一定的局限性。本文针对深海平台系统混合模型实验中的截断设计和数值计算问题,研究深海复杂非对称系泊和立管系统的截断设计方法,通过监督式学习方法探索截断设计的经验公式,并通过在不同深海平台系统中的应用进行验证;考虑平台运动耦合和构件出入水引起的非线性效应,以及粘性和砰击作用引起的涡激和非线性环境载荷,研究有效的数值重构和数值外推方法。首先对非对称式系统截断设计的等效准则进行梳理,提出可实现非对称式系统截断设计的四层筛选法,并推导用于缆链静力和动力计算的集中质量法。四层筛选法将目标函数进行分类,逐层优化,其前三层基于静力相似得到截断缆链的长度、轴向刚度和水中重量,第四层基于动力相似,得到缆链的直径和空气中重量。此方法既可以限制截断前后垂向力与预张角差异,也能解决非对称式系统截断设计中的维度灾难问题。同时,将四层筛选法应用于多种类型的系泊和立管系统的截断设计,其中包括非对称式系泊系统、对称式系泊系统以及非对称式立管与系泊系统,证明了其准确性与高效性。与基于传统多目标优化方法的截断设计相比,四层筛选法具有目标函数下降速度快、迭代时间短以及可并行等优点。基于静力相似,利用监督式学习算法,建立单根缆链和整体系统截断设计的映射函数。生成映射函数的流程包括:确定问题类型与对象;生成训练集与测试集;生成输入特征,确定映射函数的结构以及训练算法;对模型进行训练;测试映射函数的准确性。对映射函数的测试结果显示,对于单根缆链和整体系统,其都能够生成较为准确的截断结果,且适用性较高。此外,利用映射函数可以将截断设计时间缩短至秒级,克服了经典多目标优化算法复杂并耗时长的缺点。提出预偏移与非对称设计的实验方法以及合并截断设计技术。针对极端海况下深海平台系统百米量级大偏移范围的力学相似难题,提出新的预偏移和非对称设计方法,突破截断设计中的偏移范围限制,实现系统的力学相似,百米量级偏移范围内的误差小于5%。此外,针对立管数量较多的立管和系泊系统,提出合并截断设计技术,并以一座深水半潜式平台及其系泊与立管系统为例,验证了合并截断设计技术的有效性,证明了该方法在简化截断系统的同时保证了截断前后力学相似。以更精确的方法考虑非线性耦合运动和横撑出入水效应,构建新的数学模型和数值计算方法,自主开发了一套考虑平台非线性耦合运动响应的半潜式平台-系泊系统时域耦合计算程序,用于混合模型实验中的数值重构与外推。针对一座双浮筒、带横撑的半潜式平台,将新的数学模型用于截断水深系统水池实验结果的数值重构,准确地重构了实验中测量得到的半潜式平台非线性耦合运动响应,发现了半潜式平台非线性纵摇运动和共振周期漂移现象,并验证了时域耦合计算程序的有效性。同时,应用数值模拟方法,对导致非线性运动产生的平台参数和波浪条件进行敏感性分析,给出了新数值重构模型的适用范围。提出基于实验环境载荷逆向识别的时域数值重构与外推方法。该方法从外力当中将静水恢复力与系泊力去除得到环境载荷,外力可根据惯性力得到。通过该方法能较为准确地重构与外推平台因粘性引起的涡激运动等现象。利用该方法对一座三立柱半潜式平台进行数值重构与外推,并将结果与截断水深和全水深的实验结果进行对比,吻合较好,验证了该方法的可行性。另外,通过与传统方法的重构与外推结果对比可知,对于平台的涡激运动,新方法比传统方法能得到更好的数值重构与外推结果。综上所述,本文提出的方法能够较好地解决混合模型实验的现有问题,研究成果可以大幅扩大混合模型实验技术的适用范围,提升混合模型实验的精度,丰富模型实验技术与数值耦合分析的理论内涵,为深海平台系统水动力性能的准确预报提供可靠支撑,并已成功应用于国内外近20座深海平台系统的混合模型实验。
苏志勇[9]（2009）在《混合模型试验中截断系泊缆动力特性差异研究》文中提出随着深海油气开发,越来越多的深海平台将用于实际生产。而模型试验仍然是深海平台设计中重要的步骤之一。然而采用常规缩尺比,现有水池无法进行全水深模型试验。混合模型试验是解决这一矛盾主要方法。混合模型试验的关键是设计一套等效的截断系泊系统。如何设计一套可以和全水深系泊系统静动力特性一致的水深截断系泊系统是截断设计的最终目标。目前主要采用基于静力相似进行截断系泊系统设计。根据经验得知:基于静力相似所设计的截断系泊缆在动力特性上和全水深系泊缆存在明显差异,进而导致系泊缆张力预报的误差。基于动力特性上的差异研究,本文选取某座即将工作于中国南海的半潜平台进行基于静力相似截断系泊系统设计,对截断系泊缆,截断系泊系统进行了一系列动态差异研究。此座半潜平台锚泊最大工作水深1500m,采用动力定位工作最大水深可达3000m。本文主要工作包括以下几个方面:1:对模型水动力试验的发展进行了介绍,同时对深海平台模型试验技术和混合模型试验技术进行了阐述。2:对系泊缆静力计算中悬链线方程进行了推导,简要阐述了系泊缆动力计算模型和计算方法。3:基于静力相似准则对半潜平台1500m水深系泊系统进行截断优化设计,截断水深分别为1200m,900m,600m,分别给出了各截断系泊系统的静力特性曲线。4:对各截断水深和全水深耦合数值模型进行时域耦合计算。其中各水深耦合模型采用一致的水动力参数,实际上此过程相当于混合模型试验中的数值外推过程。研究相同水动力参数下,截断系泊系统和全水深系泊系统之间运动预报以及系泊缆张力预报之间的差异,试图证明基于静力相似所设计的截断系泊系统具有一定的预报能力,但是在系泊缆动力特性上仍然无法完全满足全水深动力特性。环境条件选择南海十年一遇的海洋条件,分别选择迎风,迎浪（No Current）和迎风,迎浪,迎流（With Current）两种环境条件。5:选取600m截断系泊系统,对其进行全面的动力特性计算,并和全水深系泊系统进行比较,包括单根截断系泊缆动力特性差异研究和截断系泊系统动力特性差异研究。其中系泊缆动力特性研究中,分别使系泊缆顶端进行多个振幅,多个振荡周期的规则运动以及不规则运动,运动包括水平和垂向两个方向。截断系泊系统同样进行相同的顶端运动,只不过顶端为浮体-半潜平台。动态差异研究比较项目包括锚泊阻尼,单位振幅动态张力,张力谱以及张力传递函数RAO等。比较过程中对各项对比项目的含义进行了解释说明,其中重点阐述了锚泊阻尼的含义和计算方法,并得出了锚泊阻尼和顶端振荡周期,振荡振幅,拖曳力系数选取,轴向刚度,海流速度等参数间的变化关系。本论文对截断系泊缆和截断系泊系统进行了全面的动力特性计算,得到了全水深系泊系统和截断系泊系统之间的动力特性差异,对混合模型试验中的系泊缆截断设计有重要意义。
陈博文[10]（2020）在《声频钻机空气隔振性能研究》文中研究说明声频振动钻进技术是一种由液压驱动、无需使用钻井液的高效取芯钻探技术,目前在国外已广泛应用于地质勘探、环境取样、岩土工程施工等领域。国内对声频振动钻机的研制还存在不足,尤其是动力头与钻机本身之间的隔振结构做得还不够好,动力头隔振对延长钻机使用寿命具有重要的意义,本文以声频钻机减振结构为研究对象,建立数学模型、ABAQUS有限元仿真以及部分实验相结合的方式,对空气隔振系统做了深入研究,得出以下结论。对空气隔振系统做了详细的理论分析,推导出其回复力、刚度、振幅和位移传递率公式,利用Origin软件进行了曲线绘制,并分析了空气弹簧自身的结构参数和外部激振载荷对其性能的影响,对设计和改善空气隔振系统结构具有重要的指导作用。利用ABAQUS软件对空气隔振系统进行建模和有限元分析,得到其静态刚度曲线以及在外部激振载荷和冲击载荷下的动态响应,并得出了不同初始内压和激振频率下,空气隔振系统的位移传递率,了解了其隔振规律,并做出了合理的解释。V型密封圈除了密封作用以外,还有较大的传递能量的作用,由于轴套极大地限制了密封圈法向位移,增大了密封圈的刚度,提出密封圈属性对隔振系统的重要影响,而且从模拟结果可以看出,空气隔振系统在振动时,轴套在限制密封圈位移时承受了很大的应力。之后,对声频钻进进行了模拟仿真,得到了空气隔振系统在钻进砂岩时的隔振响应,分别输出了芯轴和箱体底座的振动曲线,分析了在振动钻进时不同初始内压对隔振性能的影响。对空气隔振系统在空载时进行了部分实验,对实验结果和模拟结果进行了对比,得出了其变化规律的一致性。提出了在实验过程中,空气隔振系统的不足之处,为后续的改进做参考。
二、回复力、惯性和ω~2（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、回复力、惯性和ω~2（论文提纲范文）
（1）半潜式平台运动耦合分析方法及水动力模型试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 深海浮式平台的发展 |
| 1.3 浮式系统动态响应预报方法 |
| 1.3.1 数值耦合分析法 |
| 1.3.2 模型试验法 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 1.5 课题研究的关键技术和创新点 |
| 1.5.1 关键技术 |
| 1.5.2 创新点 |
| 第2章 水深截断系泊系统静力设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系泊缆索静力计算方法 |
| 2.2.1 考虑弹性变形的悬链线法 |
| 2.2.2 分段外推法 |
| 2.3 系泊系统静力计算方法 |
| 2.4 截断系泊系统静力设计 |
| 2.4.1 静力设计准则 |
| 2.4.2 系泊系统静力特性 |
| 2.4.3 系泊系统静力影响因素 |
| 2.4.4 静力设计方法 |
| 2.4.4.1 非均质截断系泊缆索经验公式设计 |
| 2.4.4.2 均质截断系泊缆索经验公式设计 |
| 2.4.5 数值算例 |
| 2.4.5.1 悬链线系泊系统非均质截断 |
| 2.4.5.2 悬链线系泊系统均质截断 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 大水深截断因子截断系泊缆索选型研究及动力相似设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 时域耦合理论及单自由自由衰减 |
| 3.2.1 时域耦合理论 |
| 3.2.2 纵荡自由自由衰减 |
| 3.3 大水深截断因子截断系泊缆索选型研究 |
| 3.3.1 研究对象及海洋环境描述 |
| 3.3.1.1 半潜式平台及其系泊系统 |
| 3.3.1.2 海洋环境 |
| 3.3.2 静力相似设计结果 |
| 3.3.3 静水纵荡自由衰减结果 |
| 3.3.4 规则波结果 |
| 3.3.5 不规则波结果 |
| 3.3.5.1 原直径截断缆索结果 |
| 3.3.5.2 大直径截断缆索结果 |
| 3.4 水深截断系泊缆索动力相似设计 |
| 3.4.1 1500m全水深的水深截断系泊缆索设计 |
| 3.4.1.1 静力相似设计 |
| 3.4.1.2 动力相似改进设计 |
| 3.4.2 1000m全水深的水深截断系泊缆索设计 |
| 3.4.2.1 静力相似设计 |
| 3.4.2.2 动力相似改进设计 |
| 3.4.3 400m全水深的水深截断系泊缆索设计 |
| 3.4.3.1 静力相似设计 |
| 3.4.3.2 动力相似改进设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 半潜式平台截断水深模型试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 半潜式平台模型试验 |
| 4.2.1 相似准则 |
| 4.2.2 模型制作 |
| 4.2.2.1 缩尺比选择 |
| 4.2.2.2 平台模型制作 |
| 4.2.2.3 系泊缆索模型制作 |
| 4.2.3 试验水池与试验设备 |
| 4.2.4 海洋环境模拟 |
| 4.2.5 3000m半潜式平台及水深截断系泊缆索模型 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 水深截断系泊缆索校核 |
| 4.3.1.1 单根水深截断系泊缆索静力特性校核模型试验 |
| 4.3.1.2 水深截断系泊缆索动力校核模型试验 |
| 4.3.2 白噪声不规则波模型试验 |
| 4.3.3 水深截断系泊系统水平刚度校核模型试验 |
| 4.3.4 静水自由衰减模型试验 |
| 4.3.5 不规则波模型试验 |
| 4.3.5.1 水深截断系统D |
| 4.3.5.2 水深截断系统C_1 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数值重构及数值外推 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 频域计算理论 |
| 5.2.1 三维势流理论 |
| 5.2.1.1 坐标系定义 |
| 5.2.1.2 速度势 |
| 5.2.2 频域运动方程 |
| 5.2.2.1 流体作用力 |
| 5.2.2.2 附加质量和阻尼系数 |
| 5.2.2.3 频域运动方程 |
| 5.2.2.4 平均波浪漂移力 |
| 5.3 时域耦合计算理论 |
| 5.3.1 概述 |
| 5.3.2 时域运动方程 |
| 5.3.3 波浪载荷 |
| 5.3.3.1 一阶波浪力 |
| 5.3.3.2 二阶波浪漂移力 |
| 5.4 半潜式平台截断水深试验数值重构和数值外推 |
| 5.4.1 水动力参数校核 |
| 5.4.2 数值重构和数值外推 |
| 5.4.2.1 水深截断系统D |
| 5.4.2.2 水深截断系统C_1 |
| 5.5 水深截断因子对混合模型试验的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 水深截断系泊缆索动力特性及系泊缆索阻尼影响参数研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 水深截断系泊缆索动力计算 |
| 6.2.1 水深截断对系泊缆索动力特性的影响 |
| 6.2.1.1 水深截断系泊缆索静力结果 |
| 6.2.1.2 规则振荡结果 |
| 6.2.1.3 不规则振荡结果 |
| 6.2.2 水平截断对系泊缆索动力特性的影响 |
| 6.2.2.1 静力结果 |
| 6.2.2.2 规则振荡结果 |
| 6.2.2.3 不规则振荡结果 |
| 6.2.3 缆索顶端材料对系泊缆索动力特性的影响 |
| 6.2.3.1 静力结果 |
| 6.2.3.3 规则振荡结果 |
| 6.2.3.4 不规则振荡结果 |
| 6.2.3.5 时域耦合结果 |
| 6.3 系泊阻尼影响因素 |
| 6.3.1 纵荡自由衰减 |
| 6.3.2 系泊阻尼求解方法 |
| 6.3.2.1 准静态法 |
| 6.3.2.2 指示图法 |
| 6.3.3 振幅的影响 |
| 6.3.4 顶端动态响应的影响 |
| 6.3.5 流速的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文总结及结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及学术成果 |
| 致谢 |
（2）基于TLP原理的海上风机浮式基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 主要符号说明 |
| 图片目录 |
| 表格目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 全球风能资源储量丰富 |
| 1.1.2 海上风电发展异军突起 |
| 1.2 国内外研究现状和方法 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 本文的创新点 |
| 第二章 海上浮式风机研究基本理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 空气动力学理论 |
| 2.2.1 叶素理论 |
| 2.2.2 动量理论 |
| 2.2.3 动量-叶素理论 |
| 2.3 水动力学理论 |
| 2.3.1 波浪理论 |
| 2.3.1.1 基本方程 |
| 2.3.1.2 边界条件 |
| 2.3.1.3 线性波浪理论（Airy 波理论） |
| 2.3.1.4 非线性波浪理论 |
| 2.3.1.5 随机波浪理论 |
| 2.3.2 波浪载荷计算 |
| 2.3.2.1 波浪理论的选择 |
| 2.3.2.2 小尺度结构的波浪载荷 |
| 2.3.2.3 大尺度结构的波浪载荷 |
| 2.3.2.4 波浪载荷计算方法的选择 |
| 2.3.3 海流载荷计算 |
| 2.3.3.1 海流的描述 |
| 2.3.3.2 海流载荷计算 |
| 2.4 基于 SWT 的全耦合动力学分析理论 |
| 2.5 基于 IEC 规范的环境载荷 |
| 2.5.1 风况 |
| 2.5.1.1 正常风况 |
| 2.5.1.2 极端风况 |
| 2.5.2 海洋条件 |
| 2.5.2.1 波浪 |
| 2.5.2.2 海流 |
| 2.5.2.3 水位 |
| 2.5.2.4 海冰 |
| 2.5.3 其他环境条件 |
| 2.5.3.1 其他正常环境条件 |
| 2.5.3.2 其他极端环境条件 |
| 2.5.4 IEC 设计载荷工况 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于 TLP 原理的海上风机浮式基础概念设计 |
| 3.1 浮式基础概念设计方法及流程 |
| 3.1.1 设计方法概述 |
| 3.1.2 设计流程 |
| 3.2 浮式基础的设计要求及设计条件 |
| 3.2.1 设计要求 |
| 3.2.2 设计条件 |
| 3.2.2.1 使用条件 |
| 3.2.2.2 自然条件 |
| 3.2.2.3 使用和参考规范 |
| 3.3 浮式基础的平台型式选择 |
| 3.3.1 半潜平台型式 |
| 3.3.2 Spar 平台型式 |
| 3.3.3 TLP 型式 |
| 3.4 海上风机型号选择 |
| 3.4.2 风机叶片 |
| 3.4.2.1 叶片结构属性 |
| 3.4.2.2 叶片空气动力属性 |
| 3.4.3 轮毂和机舱特性 |
| 3.4.4 动力传动系统特性 |
| 3.4.5 塔架特性 |
| 3.5 TLP 型浮式基础排水量的确定 |
| 3.5.1 上体结构重量 |
| 3.5.2 浮式基础结构重量 |
| 3.5.3 张力腿总预张力 |
| 3.5.4 压载重量 |
| 3.6 TLP 型浮式基础主体尺寸设计 |
| 3.6.1 立柱直径设计 |
| 3.6.2 气隙设计 |
| 3.6.3 导缆空分布距离设计 |
| 3.6.4 浮式基础主体尺寸设计汇总 |
| 3.7 系泊系统设计 |
| 3.7.2 系泊系统耦合动力分析结果 |
| 3.8 稳性计算 |
| 3.8.1 完整稳性 |
| 3.8.2 破舱稳性 |
| 3.9 运动性能分析 |
| 3.9.1 运动响应计算 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 海上张力腿浮式风机动力响应研究 |
| 4.1 面向风机正向设计软件 SWT 的有限元建模特点 |
| 4.1.1 基于有限元方法的柔性多体动力学建模 |
| 4.1.2 多体动力学问题中的超单元 |
| 4.1.3 海上风机整机模型的构成和建立 |
| 4.1.4 海上风机整机模型连接建模 |
| 4.1.5 海上风机叶片建模 |
| 4.1.6 海上模块的建模特点 |
| 4.1.7 控制系统建模 |
| 4.1.8 集成风机认证需要的多种典型载荷工况 |
| 4.1.9 海上张力腿浮式风机整体结构有限元模型的建立 |
| 4.2 海上张力腿浮式风机整体结构动态特性分析 |
| 4.2.1 有限元模态分析理论 |
| 4.2.2 浮式风机整体结构模态分析 |
| 4.2.2.1 有限元模型及网格划分 |
| 4.2.2.2 六自由度运动及坐标系定义 |
| 4.2.2.3 模态计算 |
| 4.2.3 浮式风机固有频率与主要海浪频率共振分析 |
| 4.2.4 浮式风机固有频率与风轮转动频率共振分析 |
| 4.3 海上张力腿浮式风机动态响应时域耦合分析 |
| 4.3.1 计算工况的选择 |
| 4.3.2 动态响应计算 |
| 4.3.2.1 动态响应时域计算结果 |
| 4.3.2.2 响应的统计结果 |
| 4.3.2.3 动态响应的功率谱密度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 TLP 型浮式基础水动力性能研究 |
| 5.1 三维无航速频域势流理论 |
| 5.1.1 坐标系定义 |
| 5.1.2 速度势定解条件的建立和求解 |
| 5.1.3 流体辐射力和绕射力 |
| 5.1.4 回复力矩阵 |
| 5.1.5 频域运动方程 |
| 5.1.6 波浪平均二阶力 |
| 5.2 水动力响应分析 |
| 5.2.1 TLP 型浮式基础模型建立 |
| 5.2.2 水动力系数计算 |
| 5.2.3 一阶波浪激励力 |
| 5.2.4 六自由度运动响应 |
| 5.2.5 特征参数对浮式基础运动响应的影响 |
| 5.2.5.1 张力腿预张力对 TLP 型浮式基础运动响应的影响 |
| 5.2.5.2 张力腿刚度对张力腿平台运动响应的影响 |
| 5.2.5.3 张力腿长度对张力腿平台运动响应的影响 |
| 5.2.5.4 张力筋腱根数对张力腿平台运动响应的影响 |
| 5.3 TLP 型浮式基础响应预报 |
| 5.3.1 响应预报原理 |
| 5.3.1.1 短期预报原理 |
| 5.3.1.2 长期预报原理 |
| 5.3.2 响应短期预报 |
| 5.3.2.1 一阶波浪激励力短期预报 |
| 5.3.2.2 六自由度运动短期预报 |
| 5.3.3 响应长期预报 |
| 5.3.3.2 一阶波浪激励力长期预报 |
| 5.3.3.3 六自由度运动长期预报 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 TLP 型浮式基础结构设计 |
| 6.1 海上浮式结构设计方法概述 |
| 6.1.1 结构设计的安全性衡准 |
| 6.1.2 TLP 型浮式基础结构强度校核方法 |
| 6.2 浮式基础结构布置 |
| 6.2.1 浮式基础主体结构材料的选择 |
| 6.2.2 立柱结构布置的基本原则及结构形式的选择 |
| 6.3 设计载荷的确定 |
| 6.3.1 浮式基础设计载荷确定 |
| 6.3.1.1 海水压力的计算 |
| 6.3.1.2 舱压力的计算 |
| 6.4 板和加强结构的尺寸 |
| 6.4.1 浮式基础整体结构最小板厚 |
| 6.4.2 承受侧压力的板 |
| 6.4.2.1 承受侧压力板的最小板厚 |
| 6.4.2.2 承受侧压力板的加强筋最小剖面模数 |
| 6.4.2.3 承受侧压力板的桁材最小剖面模数 |
| 6.5 立柱结构板和加强筋尺寸计算 |
| 6.5.1 主要构件最小板厚计算 |
| 6.5.2 次要构件最小板厚计算 |
| 6.5.3 外壳板及加强筋尺寸计算 |
| 6.5.3.1 外壳板最小板厚计算 |
| 6.5.3.2 外壳板加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.5.4 内壳板及加强筋尺寸计算 |
| 6.5.4.1 内壳板最小板厚计算 |
| 6.5.4.2 内壳板加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.5.5 舱壁板及加强筋尺寸计算 |
| 6.5.5.1 舱壁板最小板厚计算 |
| 6.5.5.2 舱壁板加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.5.6 平台甲板及加强筋尺寸计算 |
| 6.5.6.1 平台甲板外圈最小板厚计算 |
| 6.5.6.2 平台甲板内圈最小板厚计算 |
| 6.5.6.3 平台甲板外圈加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.5.6.4 平台甲板内圈加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.6 悬臂结构的板和加强筋尺寸计算 |
| 6.6.1 悬臂结构外板及加强筋尺寸计算 |
| 6.6.1.1 悬臂结构外板最小板厚计算 |
| 6.6.1.2 悬臂结构外板加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.6.2 悬臂结构舱壁板及加强筋尺寸计算 |
| 6.6.2.1 悬臂结构舱壁板最小板厚计算 |
| 6.6.2.2 悬臂结构舱壁板加强筋最小剖面模数计算 |
| 6.7 浮式基础桁材尺寸计算 |
| 6.7.1 主浮体桁材尺寸计算 |
| 6.7.1.1 外壳板桁材最小剖面模数计算 |
| 6.7.1.2 内壳板桁材最小剖面模数计算 |
| 6.7.1.3 舱壁桁材最小剖面模数计算 |
| 6.7.1.4 平台甲板桁材最小剖面模数计算 |
| 6.7.2 悬臂结构桁材尺寸计算 |
| 6.7.2.1 悬臂结构外板桁材最小剖面模数计算 |
| 6.7.2.2 悬臂结构舱壁桁材最小剖面模数计算 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 TLP 型浮式基础波浪载荷预报 |
| 7.1 波浪诱导载荷计算原理和流程概述 |
| 7.2 波浪载荷预报与分析方法 |
| 7.2.1 设计波法与设计谱法 |
| 7.2.2 设计波参数的确定方法 |
| 7.2.2.1 简单设计波法 |
| 7.2.2.2 谱能转化法 |
| 7.2.2.3 确定性设计波法 |
| 7.2.2.4 随机性设计波法 |
| 7.2.2.5 基于谱分析的设计波方法 |
| 7.3 环境参数与装载工况 |
| 7.3.1 环境参数 |
| 7.3.2 装载工况 |
| 7.4 TLP 型浮式基础波浪诱导载荷计算模型 |
| 7.5 TLP 型浮式基础典型剖面载荷计算 |
| 7.5.1 典型剖面载荷选择 |
| 7.5.2 典型剖面载荷频率响应函数 |
| 7.6 TLP 型浮式基础波浪载荷长期预报 |
| 7.7 TLP 型浮式基础设计波参数 |
| 7.8 本章小结 |
| 第八章 TLP 型浮式基础总体强度分析 |
| 8.1 结构强度分析概述 |
| 8.1.1 结构强度分析方法 |
| 8.1.2 结构强度分析有限元模型化 |
| 8.1.3 TLP 型浮式基础结构强度分析流程 |
| 8.1.4 结构强度有限元模型建立原则 |
| 8.1.4.1 构件分类 |
| 8.1.4.2 有限元模型结构组成 |
| 8.1.4.3 模型网格单元类型选择 |
| 8.2 TLP 型浮式基础结构有限元模型的建立 |
| 8.2.1 研究对象分析 |
| 8.2.2 坐标系定义 |
| 8.2.3 载荷分析 |
| 8.2.4 边界条件 |
| 8.2.5 网格划分 |
| 8.2.6 材料属性 |
| 8.2.7 TLP 型浮式基础结构分析有限元模型 |
| 8.3 TLP 型浮式基础总体结构强度分析 |
| 8.3.1 TLP 型浮式基础总体强度评估准则 |
| 8.3.2 TLP 型浮式基础主要变形模式 |
| 8.3.3 TLP 型浮式基础总体应力 |
| 8.3.4 TLP 型浮式基础高应力区 |
| 8.3.5 影响 TLP 型浮式基础总体结构强度的关键因素 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 海上张力腿浮式风机模型制作与试验方案设计 |
| 9.1 概述 |
| 9.2 海洋工程试验相似理论与坐标系 |
| 9.2.1 相似法则 |
| 9.2.2 模型试验坐标系 |
| 9.3 模型试验中模型制作 |
| 9.3.1 海上张力腿浮式风机主要参数和模型 |
| 9.3.2 惯量调节 |
| 9.3.3 张力腿系泊系统模型 |
| 9.4 试验测量仪器 |
| 9.5 海洋环境模拟 |
| 9.6 试验内容 |
| 9.6.2 静水试验 |
| 9.6.3 规则波试验 |
| 9.6.4 不规则波试验 |
| 9.7 本章小结 |
| 第十章 总结和展望 |
| 10.1 本文主要研究成果及结论 |
| 10.2 进一步研究工作及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文 |
| 致谢 |
（3）混合磁轴承飞轮系统设计与控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 磁轴承简介 |
| 1.1.2 磁轴承飞轮发展概况 |
| 1.1.3 本文的研究目的 |
| 1.2 相关研究的综述 |
| 1.2.1 磁轴承结构设计研究 |
| 1.2.2 磁轴承控制方法研究 |
| 1.3 论文主要工作与内容安排 |
| 第二章 磁轴承飞轮构型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁轴承结构设计概述 |
| 2.2.1 磁轴承系统的分类 |
| 2.2.2 磁轴承系统设计概述 |
| 2.3 空间用磁轴承飞轮构型分析 |
| 2.3.1 空间应用的磁轴承飞轮构型设计原则 |
| 2.3.2 空间应用的磁轴承飞轮构型选择 |
| 2.4 磁轴承飞轮构型 |
| 2.4.1 两轴型混合磁轴承飞轮构型 |
| 2.4.2 四轴型混合磁轴承飞轮构型 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于磁路理论的混合磁轴承设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混合磁轴承永磁静态磁路设计 |
| 3.2.1 永磁静态磁路设计方法 |
| 3.2.2 磁路系数计算 |
| 3.2.3 永磁动态磁路计算 |
| 3.2.4 磁轴承力位移系数和力电流系数 |
| 3.3 两轴型混合磁轴承被动稳定性分析 |
| 3.3.1 混合磁轴承轴向被动刚度 |
| 3.3.2 混合磁轴承径向转动被动刚度 |
| 3.4 电磁参数设计 |
| 3.4.1 电磁线圈结构设计 |
| 3.4.2 电磁参数计算 |
| 3.5 混合磁轴承设计实例 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 基于等效偏置电流的混合磁轴承设计与分析研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于等效偏置电流的混合磁轴承磁力线性化方法 |
| 4.2.1 等效偏置电流法 |
| 4.2.2 实例计算与分析 |
| 4.3 基于刚度指标的磁轴承设计方法 |
| 4.3.1 设计方法 |
| 4.3.2 设计步骤 |
| 4.3.3 径向电磁轴承设计实例 |
| 4.4 磁轴承结构参数与性能分析研究 |
| 4.4.1 铁磁材料磁阻对磁路计算的影响 |
| 4.4.2 控制器与结构参数的关系 |
| 4.4.3 控制线圈电流和磁力的响应速度 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 混合磁轴承飞轮结构优化设计研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混合磁轴承永磁磁路结构优化设计 |
| 5.2.1 混合磁轴承优化设计问题 |
| 5.2.2 优化问题数学描述 |
| 5.2.3 多目标进化算法简介 |
| 5.2.4 永磁磁路多目标优化设计实例与分析 |
| 5.3 混合磁轴承电磁磁路结构优化设计 |
| 5.3.1 混合磁轴承电磁磁路质量优化问题 |
| 5.3.2 电磁磁路质量优化数学描述 |
| 5.3.3 模拟退火算法介绍 |
| 5.3.4 电磁磁路质量优化设计实例 |
| 5.4 基于负刚度性能指标的混合磁轴承结构优化设计 |
| 5.4.1 结构优化设计模型 |
| 5.4.2 结构优化设计求解 |
| 5.5 磁轴承动量轮外转子结构优化设计 |
| 5.5.1 飞轮转子结构优化问题描述 |
| 5.5.2 结构优化数学模型 |
| 5.5.3 优化问题求解 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 混合磁轴承飞轮磁场与结构的有限元分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 磁轴承磁场有限元设计方法与分析 |
| 6.2.1 磁场有限元计算方法简介 |
| 6.2.2 磁轴承飞轮磁轴承的有限元设计方法 |
| 6.2.3 磁轴承飞轮磁轴承的有限元设计实例与分析 |
| 6.3 基于有限元磁场计算的结构改进 |
| 6.3.1 永磁偏置型磁轴承损耗分析 |
| 6.3.2 磁轴承缺口减小时的计算与分析 |
| 6.3.3 磁轴承缺口封闭时的计算与分析 |
| 6.4 磁轴承动量轮转子应力有限元分析 |
| 6.4.1 磁轴承动量轮转子应力分析简介 |
| 6.4.2 ANSYS 软件的静力学分析功能 |
| 6.4.3 磁轴承动量轮转子计算模型 |
| 6.4.4 磁轴承动量轮转子应力有限元计算与分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 磁轴承飞轮系统动力学模型与运动特性分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 磁轴承动量轮动力学模型研究 |
| 7.2.1 四轴型磁轴承动量轮动力学模型 |
| 7.2.2 两轴型磁轴承飞轮控制系统模型 |
| 7.3 磁轴承动量轮转子动力学分析 |
| 7.3.1 磁轴承动量轮转子动力学运动方程 |
| 7.3.2 磁轴承动量轮转子运动稳定性分析 |
| 7.3.3 不考虑陀螺效应的磁轴承动量轮运动特性分析 |
| 7.3.4 磁轴承动量轮转子临界转速与运动分析 |
| 7.3.5 利用传递矩阵法求解磁轴承动量轮的临界转速 |
| 7.4 磁轴承动量轮平动耦合运动研究 |
| 7.4.1 磁轴承飞轮平动运动方程 |
| 7.4.2 平动运动分析 |
| 7.5 磁轴承动量轮转子运动特性分析 |
| 7.5.1 动不平衡对磁轴承转子运动的影响 |
| 7.5.2 针对传感器输出研究的一些相关问题 |
| 7.6 小结 |
| 第八章 混合磁轴承飞轮线性控制器设计 |
| 8.1 混合磁轴承飞轮悬浮控制系统组成 |
| 8.1.1 控制系统组成 |
| 8.1.2 控制策略 |
| 8.2 系统等效模型分析 |
| 8.2.1 传递函数结构图 |
| 8.2.2 电磁铁与转子 |
| 8.2.3 位移转换 |
| 8.2.4 功率放大器 |
| 8.3 基于轴承刚度和阻尼特性的分散PD 控制器设计 |
| 8.3.1 刚度阻尼特性 |
| 8.3.2 设计实例 |
| 8.4 交叉反馈控制器的设计 |
| 8.5 小结 |
| 第九章 磁轴承飞轮变结构控制方法研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 两轴型磁轴承飞轮的变结构控制 |
| 9.2.1 磁轴承飞轮控制系统模型 |
| 9.2.2 磁轴承飞轮变结构控制器设计 |
| 9.2.3 磁轴承飞轮系统变结构控制仿真 |
| 9.3 四轴型磁轴承动量轮的变结构控制 |
| 9.3.1 磁轴承动量轮的控制模型 |
| 9.3.2 磁轴承动量轮的变结构控制器设计 |
| 9.3.3 磁轴承动量轮的变结构控制设计实例 |
| 9.3.4 变结构控制器仿真研究与分析 |
| 9.4 四轴型磁轴承动量轮的全滑模变结构控制 |
| 9.4.1 全滑模变结构控制分析 |
| 9.4.2 全滑模变结构控制的设计 |
| 9.4.3 磁轴承动量轮的全滑模变结构控制仿真 |
| 9.5 小结 |
| 第十章 混合磁轴承飞轮设计实例及实验测试 |
| 10.1 两轴主动控制混合磁轴承飞轮设计 |
| 10.1.1 磁轴承结构设计 |
| 10.1.2 转子设计 |
| 10.1.3 控制器设计 |
| 10.2 四轴主动控制混合磁轴承动量轮设计 |
| 10.3 磁轴承飞轮实验测试 |
| 10.3.1 混合磁轴承电磁场测量 |
| 10.3.2 磁轴承飞轮的起浮响应测试 |
| 10.3.3 磁轴承飞轮动态运行测试 |
| 10.3.4 磁轴承飞轮的损耗力矩测试 |
| 10.4 小结 |
| 第十一章 结论 |
| 11.1 本文的主要研究成果 |
| 11.2 进一步的研究方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 刚性转子的定点转动动力学方程推导 |
（4）浮式液化天然气装备（FLNG）水动力性能的数值分析及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 FLNG 的发展和应用 |
| 1.2.1 FLNG 系统的选型 |
| 1.2.2 FLNG 系统简介 |
| 1.2.3 FLNG 技术的发展及应用 |
| 1.3 FLNG 研究与进展 |
| 1.3.1 FLNG 与系泊系统耦合水动力性能分析 |
| 1.3.2 FLNG 卸载方式及其水动力性能的研究 |
| 1.3.3 非线性晃荡对 FLNG 船体水动力性能的影响 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 1.4.1 本论文的研究背景和意义 |
| 1.4.2 研究目标和拟解决的关键性问题 |
| 1.4.3 研究内容及方法 |
| 1.4.4 本论文的创新性 |
| 第二章 数值分析基本理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 FLNG 船体运动及其耦合问题的三维势流理论 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 速度势的定解条件 |
| 2.2.3 速度势的求解 |
| 2.3 非线性晃荡及船体运动耦合响应的二维势流理论 |
| 2.3.1 坐标系定义 |
| 2.3.2 二维非线性晃荡的定解问题 |
| 2.3.3 二维船体运动的定解问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 FLNG 系统及水池模型实验基本理论 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 南海 FLNG 系统概念方案介绍 |
| 3.3 水池模型实验基本理论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FLNG 船体水动力性能研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 频域势流理论 |
| 4.3 FLNG 船体的水池模型实验研究 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 FLNG 船体/系泊系统耦合水动力性能研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 时域耦合分析理论及数值分析模型 |
| 5.3 FLNG 船体/系泊系统耦合水动力性能的模型实验研究 |
| 5.3.1 系泊系统的水深截断设计 |
| 5.3.2 FLNG 船体/系泊系统模型在水池中的布置 |
| 5.3.3 系泊系统的刚度曲线 |
| 5.3.4 海洋环境条件 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 FLNG 系统在南海极限海况下的响应特性 |
| 5.4.2 FLNG 系统的安全操作曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 FLNG-LNGC 多浮体/连接系统耦合水动力性能研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 FLNG 与 LNGC 多浮体系统的时域耦合计算理论 |
| 6.2.1 FLNG 与 LNGC 之间连接系统的受力计算 |
| 6.2.2 时域耦合运动方程 |
| 6.2.3 数值计算模型 |
| 6.3 FLNG 与 LNGC 多浮体系统的水动力性能实验研究 |
| 6.3.1 FLNG 与 LNGC 旁靠卸载作业水动力性能研究 |
| 6.3.2 FLNG 与 LNGC 尾输卸载作业水动力性能研究 |
| 6.4 结果与分析 |
| 6.4.1 FLNG 旁靠卸载作业水动力性能 |
| 6.4.2 FLNG 尾输卸载作业水动力性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 液体晃荡对 FLNG 船体水动力性能的影响 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 模型制作与实验布置 |
| 7.2.1 FLNG |
| 7.2.2 液舱模型 |
| 7.2.3 模型布置与波浪校核 |
| 7.3 结果与分析 |
| 7.3.1 静水衰减结果分析 |
| 7.3.2 白噪声不规则波结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 非线性晃荡与船体运动的耦合响应机理 |
| 8.1 概述 |
| 8.2 耦合计算理论 |
| 8.2.1 舱内非线性晃荡的数值模拟 |
| 8.2.2 船体运动的数值模拟 |
| 8.2.3 非线性晃荡与船体运动之间的耦合 |
| 8.3 船体运动与非线性晃荡的模型实验研究 |
| 8.3.1 模型介绍及制作 |
| 8.3.2 实验布置 |
| 8.3.3 波浪校核 |
| 8.4 水动力性能结果与分析 |
| 8.4.1 舱内液体晃荡对船体运动影响规律的研究 |
| 8.4.2 舱内晃荡与船体运动耦合数值分析模型的验证 |
| 8.4.3 入射波波高与频率的影响 |
| 8.4.4 船体运动与液舱晃荡耦合机理的探索 |
| 8.5 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 9.1 主要研究工作总结及结论 |
| 9.2 创新性 |
| 9.3 进一步研究工作与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（5）高速滑行艇纵向运动稳定性预报方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的目的和意义 |
| 1.2 物体入水砰击研究进展 |
| 1.2.1 物体入水砰击试验研究 |
| 1.2.2 物体入水砰击理论研究及数值模拟 |
| 1.3 波浪与结构物相互干扰的理论研究进展 |
| 1.4 滑行艇水动力性能研究进展 |
| 1.4.1 滑行艇试验研究 |
| 1.4.2 滑行艇理论研究 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 第2章 二维物体入水理论研究及数值模拟 |
| 2.1 二维物体入水问题定解条件 |
| 2.2 积分方程的建立及数值离散 |
| 2.3 初始条件 |
| 2.4 GMRES |
| 2.5 拐点的处理 |
| 2.6 射流区的处理 |
| 2.7 自由面平滑技术 |
| 2.8 自由面网格重新划分 |
| 2.9 自由面迭代求解 |
| 2.10 物面压强求解 |
| 2.11 边界元方法检验 |
| 2.11.1 质量守恒验证 |
| 2.11.2 自由面物面交点速度验证 |
| 2.11.3 自由面物面交点压强验证 |
| 2.11.4 动量守恒验证 |
| 2.11.5 能量守恒验证 |
| 2.12 流动分离模型 |
| 2.12.1 流动分离的局部解析解 |
| 2.12.2 折角点附近流动的局部解析解 |
| 2.12.3 流动分离模型的应用 |
| 2.13 数值结果以及分析 |
| 2.13.1 质量守恒验证结果分析 |
| 2.13.2 自由面与物面交点速度验证结果分析 |
| 2.13.3 动量守恒验证结果分析 |
| 2.13.4 能量守恒验证结果分析 |
| 2.13.5 自由面网格尺寸对计算结果的影响 |
| 2.13.6 迭代时间步长对计算结果的影响 |
| 2.13.7 截断尺寸对计算结果的影响 |
| 2.13.8 自由面网格划分方案以及数量对计算结果的影响 |
| 2.13.9 不同斜升角楔形体入水的自由面形状和物面压强分布 |
| 2.13.10 带有折角的楔形体入水的自由面形状和物面压强分布 |
| 2.14 本章小结 |
| 第3章 二维物体辐射问题数值模拟 |
| 3.1 二维辐射问题定解条件 |
| 3.2 远方辐射条件的满足 |
| 3.2.1 Sommerfeld 辐射条件 |
| 3.2.2 人工阻尼方法 |
| 3.2.3 多重透射公式 |
| 3.3 初始时刻平滑函数的应用 |
| 3.4 水动力系数的求解 |
| 3.5 数值结果及分析 |
| 3.5.1 楔形物体辐射问题 |
| 3.5.2、半圆柱辐射问题数值模拟结果 |
| 3.5.3、船艏外飘剖面深吃水辐射问题数值模拟结果 |
| 3.5.4、船艏外飘剖面浅吃水辐射问题数值模拟结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 滑行艇静水高速航行数值模拟 |
| 4.1 2D+T 理论求解滑行艇静水匀速航行问题 |
| 4.2 滑行艇静水航行姿态预报 |
| 4.2.1 Savitsky 经验公式 |
| 4.3 滑行艇静水航行数值模拟结果及分析 |
| 4.3.1 滑行艇主要参数以及型线图 |
| 4.3.2 滑行艇静水航行姿态预报 |
| 4.3.3 滑行艇静水航行自由面形状和升力预报 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 滑行艇海豚运动预报 |
| 5.1 海豚运动的线性稳定性分析 |
| 5.2 水动力系数的求解 |
| 5.2.1 2D+t 理论求解高速船水动力系数 |
| 5.2.2 数值结果及分析 |
| 5.3 海豚运动数值预报 |
| 5.3.1 回复力系数的计算 |
| 5.3.2 数值结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）迎浪船舶参数横摇的理论研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的意义和目的 |
| 1.1.1 研究意义 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.2 参数横摇研究进展 |
| 1.2.1 参数横摇的研究历史 |
| 1.2.2 参数横摇的研究现状 |
| 1.3 本文主要及创新点 |
| 1.3.1 本文主要工作 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第二章 船舶运动的频域理论及应用 |
| 2.1 船舶运动的频域理论 |
| 2.1.1 坐标系统 |
| 2.1.2 运动方程 |
| 2.2 船舶运动的切片方法 |
| 2.2.1 船舶运动方程参数的详细说明 |
| 2.2.2 切片理论求解船舶运动方程参数 |
| 2.2.3 关于横摇阻尼一些补充问题说明 |
| 2.3 经验公式 |
| 2.3.1 横摇惯性矩 |
| 2.3.2 横摇阻尼经验公式 |
| 2.4 阻尼的模型试验方法 |
| 第三章 随机海浪理论及其在船舶运动中的应用 |
| 3.1 随机海浪的LONGUET-HIGGINS 模型 |
| 3.2 海浪研究的谱方法 |
| 3.2.1 海浪谱密度的表达式 |
| 3.2.2 海浪的谱分析 |
| 3.3 随机波浪及干扰力的仿真模拟 |
| 3.3.1 长峰波随机海浪仿真的理论基础 |
| 3.3.2 长峰波随机海浪模拟仿真的技术处理 |
| 3.3.3 长峰波随机海浪对船舶的干扰力和干扰力矩 |
| 第四章 迎浪规则波中船舶参数横摇的数值研究 |
| 4.1 规波中船舶运动的数值模型 |
| 4.1.1 规则波中船舶的时域运动方程 |
| 4.1.2 运动方程系数确定 |
| 4.2 4000TEU 集装箱船的算例分析 |
| 4.2.1 参数横摇的数值再现与影响分析 |
| 4.2.2 参数横摇对船舶影响研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 不规则波中船舶参数横摇的数值研究 |
| 5.1 不规则波中船舶运动的数值模型 |
| 5.1.1 不规则波中船舶的时域运动方程 |
| 5.1.2 阻尼 |
| 5.1.3 回复力系数扰动 |
| 5.1.4 波浪干扰力（力矩）的时域模拟 |
| 5.2 不规则波下参数横摇的时域分析 |
| 5.3 参数横摇的间接谱表达 |
| 5.4 参数横摇的波群影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1：算例船舶介绍 |
| 附录2：参数横摇程序说明 |
| A2.1 参数横摇程序介绍 |
| A2.2 程序流程图 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）点吸收式波浪能装置水动力问题的边界元法与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景与意义 |
| 1.2 点吸收式波浪能利用技术发展现状 |
| 1.3 点吸收式波浪能装置水动力分析方法研究综述 |
| 1.4 PTO控制技术研究综述 |
| 1.5 本文主要工作与创新点 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 浮体在波浪中运动的势流理论 |
| 2.2.1 坐标系定义与浮体运动描述 |
| 2.2.2 基本假定 |
| 2.2.3 速度势分解 |
| 2.2.4 控制方程与定解条件 |
| 2.2.5 浮体在波浪中的受力与运动 |
| 2.3 边界元法概述 |
| 2.3.1 混合分布法 |
| 2.3.2 分布源法 |
| 2.4 点吸收式波浪能装置水动力学模型 |
| 2.4.1 单浮子FPA |
| 2.4.2 双浮子FPA |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 三维浮体绕-辐射问题的频域边界元法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维频域自由面格林函数的数值计算 |
| 3.2.1 无限水深格林函数 |
| 3.2.2 有限水深格林函数 |
| 3.3 基于自由面格林函数的边界元法 |
| 3.3.1 数值模型 |
| 3.3.2 物面离散与面元几何 |
| 3.3.3 面元影响系数 |
| 3.3.4 水动力系数与波浪力 |
| 3.4 数值算例验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 无相位控制的点吸收式波浪能装置的边界元模拟与试验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前期试验概述 |
| 4.3 双浮子FPA水动力问题的数值计算 |
| 4.3.1 边界元模拟 |
| 4.3.2 粘性效应估算 |
| 4.4 试验结果与验证 |
| 4.4.1 浮子运动响应 |
| 4.4.2 波浪能吸收功率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 具有相位控制的点吸收式波浪能装置试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验概述 |
| 5.2.1 试验模型 |
| 5.2.2 试验条件 |
| 5.2.3 相似准则 |
| 5.3 PTO系统设计与控制方法 |
| 5.4 粘性效应估算与自由衰减试验 |
| 5.4.1 粘性效应估算方法 |
| 5.4.2 边界元法求解浮子垂荡运动固有频率 |
| 5.4.3 垂荡自由衰减试验 |
| 5.5 规则波中浮子绕射与自由升沉试验 |
| 5.5.1 试验内容 |
| 5.5.2 试验结果与分析 |
| 5.6 PTO相位控制试验 |
| 5.6.1 控制原理 |
| 5.6.2 试验内容 |
| 5.6.3 试验结果与分析 |
| 5.7 FPA波浪能吸收试验 |
| 5.7.1 试验内容 |
| 5.7.2 试验结果与分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 附录A 无限水深自由面格林函数及其偏导数计算方法 |
| 附录B 有限水深自由面格林函数主值积分计算方法 |
| 附录C 三维Rankine源影响系数计算公式 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）深海平台混合模型实验截断设计及数值重构与外推方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 深海平台系统的应用 |
| 1.2.1 深海平台类型 |
| 1.2.2 深海系泊系统 |
| 1.3 深海平台混合模型实验方法及其研究现状 |
| 1.3.1 深海平台混合模型实验方法概述 |
| 1.3.2 混合模型实验方法的有效性 |
| 1.3.3 截断设计方法研究现状 |
| 1.3.4 数值重构与外推方法研究现状 |
| 1.4 深海平台混合模型实验现存问题 |
| 1.4.1 垂向力与预张角的等效 |
| 1.4.2 非对称系统截断设计的维度灾难 |
| 1.4.3 数值重构与外推模型缺陷 |
| 1.5 本论文研究内容与创新点 |
| 第二章 深海非对称系泊系统截断设计四层筛选法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非对称系统截断的等效准则 |
| 2.3 缆链数值计算方法 |
| 2.3.1 集中质量模型 |
| 2.3.2 缆链的强迫振荡数值计算 |
| 2.4 截断设计的数学模型 |
| 2.4.1 多目标优化问题 |
| 2.4.2 非对称截断设计问题的维度灾难 |
| 2.4.3 单根系泊缆与整体系统截断设计的关联性 |
| 2.5 四层筛选法 |
| 2.5.1 约束条件与可行域 |
| 2.5.2 基于静力分量等效的单根缆链截断设计 |
| 2.5.3 基于静力等效的整体系统截断设计 |
| 2.5.4 基于动力等效的整体系统截断设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 监督式学习方法生成映射函数辅助截断设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 监督式学习概述 |
| 3.3 单根缆链截断的映射函数生成 |
| 3.3.1 训练集与测试集的生成 |
| 3.3.2 特征向量的选取 |
| 3.3.3 训练模型与算法 |
| 3.3.4 映射函数效率分析 |
| 3.4 整体系统截断的映射函数生成 |
| 3.4.1 训练集与特征向量的生成 |
| 3.4.2 映射函数预报效率分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 深海平台非对称系统截断设计方法的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非对称系泊系统的截断设计 |
| 4.2.1 浮式平台系统参数与海况条件 |
| 4.2.2 非对称系泊系统截断设计结果与分析 |
| 4.2.3 四层筛选法效率分析 |
| 4.3 对称系泊系统的非对称截断设计 |
| 4.3.1 顺应式系泊系统与截断限制 |
| 4.3.2 浮式平台系统参数与海况条件 |
| 4.3.3 对称式截断系统的截断极限 |
| 4.3.4 预偏移与非对称设计替代对称式截断设计 |
| 4.4 非对称系泊与立管系统的截断设计 |
| 4.4.1 系泊与立管系统参数 |
| 4.4.2 立管的合并截断设计 |
| 4.4.3 系泊与立管系统整体设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 考虑非线性耦合运动和构件浮力变化的数值重构分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑非线性耦合效应和构件浮力变化的数学模型 |
| 5.2.1 传统运动方程 |
| 5.2.2 考虑非线性耦合以及构件浮力变化的运动方程 |
| 5.2.3 时域计算方法 |
| 5.3 模型实验概述 |
| 5.3.1 浮式系统参数 |
| 5.3.2 模型实验内容 |
| 5.4 规则波下的数值重构分析 |
| 5.4.1 静水实验结果及阻尼估算 |
| 5.4.2 水动力数值计算 |
| 5.4.3 规则波结果的数值重构 |
| 5.4.4 规则波下运动时历的数值重构 |
| 5.4.5 非线性模型应用范围 |
| 5.5 不规则波下的数值重构分析 |
| 5.5.1 白噪声条件下的数值重构分析 |
| 5.5.2 风浪流条件下的数值重构分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于实验环境载荷逆向识别的时域数值重构与外推 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 半潜式平台的涡激运动 |
| 6.3 基于实验环境载荷逆向识别的时域数值重构与外推方法 |
| 6.4 基于实验环境载荷逆向识别的时域数值重构与外推方法验证 |
| 6.4.1 浮式平台系统参数与海况条件 |
| 6.4.2 基于静力与动力相似的截断设计 |
| 6.4.3 系泊系统作用力的时域数值重构 |
| 6.4.4 基于实验环境载荷逆向识别的时域数值重构 |
| 6.4.5 基于实验环境载荷逆向识别的时域数值外推验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间申请的专利 |
（9）混合模型试验中截断系泊缆动力特性差异研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 模型水动力试验研究介绍 |
| 1.2 深海平台模型试验研究进展 |
| 1.3 混合模型试验技术介绍和研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 系泊缆计算方法 |
| 2.1 系泊缆静力计算 |
| 2.1.1 单成分悬链线理论 |
| 2.1.2 多成分悬链线理论 |
| 2.2 系泊缆动力计算 |
| 2.2.1 动力计算概述 |
| 2.2.2 集中质量—弹簧模型原理 |
| 2.2.3 细长杆模型原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于静力相似水深截断系泊系统优化设计 |
| 3.1 系泊系统静力特性计算 |
| 3.2 水深截断系泊系统优化设计理论 |
| 3.2.1 目标函数的提出 |
| 3.2.2 优化算法简介 |
| 3.3 1500M深海半潜平台截断系泊系统等效设计 |
| 3.3.1 平台及其系泊系统介绍 |
| 3.3.2 等效设计准则及结果 |
| 3.3.3 截断系泊系统静力特性计算和比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 半潜平台--系泊系统数值耦合计算 |
| 4.1 三维势流理论 |
| 4.1.1 坐标系定义 |
| 4.1.2 速度势 |
| 4.2 频域计算理论及半潜平台水动力参数计算 |
| 4.2.1 流体作用力 |
| 4.2.2 附加质量和阻尼系数 |
| 4.2.3 一阶波浪激励力 |
| 4.2.4 频域运动方程 |
| 4.2.5 二阶平均波浪漂移力 |
| 4.3 时域耦合分析比较 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 时域运动方程 |
| 4.3.3 载荷计算 |
| 4.3.3.1 风载荷计算 |
| 4.3.3.2 流载荷计算 |
| 4.3.3.3 波浪载荷计算 |
| 4.3.3.3.1 一阶波浪力 |
| 4.3.3.3.2 二阶波浪漂移力 |
| 4.3.4 半潜平台各水深耦合计算结果比较分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 水深截断系泊系统动力特性差异研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 锚泊阻尼参数研究 |
| 5.2.1 锚泊阻尼定义及研究方法 |
| 5.2.2 锚泊线参数选择 |
| 5.2.3 锚泊线阻尼参数影响 |
| 5.2.3.1 振荡振幅的影响 |
| 5.2.3.2 振荡周期的影响 |
| 5.2.3.3 法向拖曳力系数的影响 |
| 5.2.3.4 轴向刚度EA 的影响 |
| 5.2.3.5 流速的影响 |
| 5.3 水深截断单根系泊缆动力特性差异 |
| 5.3.1 导缆孔规则振荡 |
| 5.3.1.1 水平规则振荡 |
| 5.3.1.2 垂向规则振荡 |
| 5.3.2 导缆孔不规则振荡 |
| 5.3.2.1 水平不规则振荡 |
| 5.3.2.2 垂向不规则振荡 |
| 5.4 水深截断系泊系统的动力特性差异 |
| 5.4.1 浮体规则振荡 |
| 5.4.1.1 水平规则振荡 |
| 5.4.1.2 垂向规则振荡 |
| 5.4.2 浮体不规则振荡 |
| 5.4.2.1 水平不规则振荡 |
| 5.4.2.2 垂向不规则振荡 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 本论文主要工作总结 |
| 6.2 进一步研究方向和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间已录用的论文 |
| 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（10）声频钻机空气隔振性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源与选题背景 |
| 1.2 声频钻机发展现状 |
| 1.3 声频钻机隔振技术发展现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 空气隔振系统数学建模 |
| 2.1 空气隔振系统三维模型 |
| 2.2 空气隔振系统力学分析 |
| 2.3 空气弹簧系统隔振传递率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 空气隔振系统有限元分析 |
| 3.1 空气隔振系统的非线性特性 |
| 3.2 空气隔振系统有限元建模 |
| 3.3 空气隔振系统的静态和动态特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 声频钻进下的隔振响应特性 |
| 4.1 岩石变形本构模型 |
| 4.2 岩石的破坏准则 |
| 4.3 声频钻进有限元建模 |
| 4.4 声频钻进仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 隔振系统设计与实验研究 |
| 5.1 空气隔振系统设计 |
| 5.2 空气隔振系统实验 |
| 5.3 空气隔振系统改进建议 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、回复力、惯性和ω~2（论文参考文献）
- [1]半潜式平台运动耦合分析方法及水动力模型试验研究[D]. 徐胜. 江苏科技大学, 2012(08)
- [2]基于TLP原理的海上风机浮式基础研究[D]. 卫涛. 江苏科技大学, 2014(03)
- [3]混合磁轴承飞轮系统设计与控制方法研究[D]. 吴刚. 国防科学技术大学, 2006(05)
- [4]浮式液化天然气装备（FLNG）水动力性能的数值分析及实验研究[D]. 赵文华. 上海交通大学, 2014(01)
- [5]高速滑行艇纵向运动稳定性预报方法研究[D]. 李亚军. 哈尔滨工程大学, 2012(07)
- [6]迎浪船舶参数横摇的理论研究[D]. 常永全. 上海交通大学, 2008(06)
- [7]点吸收式波浪能装置水动力问题的边界元法与试验研究[D]. 徐潜龙. 上海交通大学, 2020(01)
- [8]深海平台混合模型实验截断设计及数值重构与外推方法研究[D]. 魏汉迪. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]混合模型试验中截断系泊缆动力特性差异研究[D]. 苏志勇. 上海交通大学, 2009(04)
- [10]声频钻机空气隔振性能研究[D]. 陈博文. 中国地质大学(北京), 2020(08)