波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的案例
基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析（上）
摘 要：利用水動(dòng)力分析軟件AQWA,基于三維勢(shì)流理論，采用數(shù)值分析法對(duì)圓筒型浮式防波堤進(jìn)行了水動(dòng)力研究；計(jì)算得到了不同浪向下的防波堤幅值響應(yīng)算子、不同水深下的附加質(zhì)量、防波堤運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和纜索張力。研究結(jié)果表明：本浮式防波堤橫蕩、縱蕩與垂蕩運(yùn)動(dòng)主要由低頻運(yùn)動(dòng)引起；由于系泊纜多為艏纜和艉纜，因而浮體縱蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)域幅值較小，相較橫蕩與垂蕩的運(yùn)動(dòng)幅值小一個(gè)數(shù)量級(jí)。
關(guān)鍵詞：港口工程;三維勢(shì)流理論;浮式防波堤;幅值響應(yīng)算子;附加質(zhì)量;
0 引 言
隨著人類對(duì)海洋資源開發(fā)的深入，對(duì)沿岸結(jié)構(gòu)和某些海洋工程結(jié)構(gòu)物保護(hù)的需求也越來越大。防波堤作為一種重要的現(xiàn)代海洋工程結(jié)構(gòu)物，能起到減弱外海波浪強(qiáng)度、維持堤內(nèi)水域平穩(wěn)、保護(hù)港內(nèi)建筑及海洋工程結(jié)構(gòu)物安全的作用。浮式防波堤是一種常見的海洋工程結(jié)構(gòu)物，主要由浮體結(jié)構(gòu)和系泊系統(tǒng)組成。目前對(duì)于浮式防波堤水動(dòng)力性能的研究大部分是通過數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)進(jìn)行。
展開 【船舶行業(yè)精品課包】精選8期最受好評(píng)課程，日常工作/個(gè)人提升/晉升適用！
</p><p><br></p><p>無論是對(duì)于大家<strong style="color: rgb(247, 150, 70);">日常工作</strong>、<strong style="color: rgb(247, 150, 70);">個(gè)人能力提升</strong>還是<strong style="color: rgb(247, 150, 70);">升職加薪</strong>都有很大切實(shí)幫助</p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(247, 150, 70);">課包關(guān)鍵詞</strong>：</p><p>Star-ccm+、ansys、阻力計(jì)算、波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、旋轉(zhuǎn)螺旋槳數(shù)值計(jì)算、波物耦合計(jì)算、船舶板架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析……</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://bexp.135editor.com/files/users/826/8262403/202405/9Y76xUdk_aMAz.jpg?
展開 【綜述】船舶在波浪上縱向運(yùn)動(dòng)與控制研究
鑒于傳統(tǒng)切片理論僅適合于計(jì)算低弗汝德數(shù)條件下船體的運(yùn)動(dòng)，Chapman [18] 提出了高速細(xì)長體理論（2.5D 理論），此后 Faltinsen 和 Zhao [19] 將其推廣到可以求解任意細(xì)長體船型在高速下的水動(dòng)力問題，該方法在切片理論的基礎(chǔ)上保持了三維有航速的自由面條件，以反映航速的影響。Duan 等 [20]將 2.5D 理論的定解問題看作二維時(shí)域的物面非線性問題，通過格林函數(shù)的記憶效應(yīng)來考慮自由面的三維效應(yīng)，提高了 2.5D 理論求解水動(dòng)力問題的效率和穩(wěn)定性。Ma 等 [21] 采用時(shí)域格林函數(shù)方法求解斜浪中單體和多體船的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和波浪載荷，將計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果和 STF 方法進(jìn)行了比較，并將頻域內(nèi)線性 2.5D 理論進(jìn)行擴(kuò)展，求解了船舶航行于迎浪大幅規(guī)則波中時(shí)的垂向非線性運(yùn)動(dòng)和波浪誘導(dǎo)載荷響應(yīng)。這些基于勢(shì)流理論的方法有著計(jì)算效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其忽略了黏性的作用，未考慮船舶運(yùn)動(dòng)時(shí)大幅度的運(yùn)動(dòng)、船體附近破波現(xiàn)象等非線性因素，而這些因素有時(shí)會(huì)對(duì)船舶在波浪上的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生顯著影響。
計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）是求解黏性流場(chǎng)中船舶運(yùn)動(dòng)的重要方法，其過程主要是通過不同的湍流模型求解雷諾時(shí)均方程（Reynolds Averaged Navier-Stokes, RANS）的方法，求解思想是將計(jì)算域劃分為若干網(wǎng)格，在網(wǎng)格上對(duì)方程進(jìn)行離散，將偏微分方程簡(jiǎn)化為代數(shù)方程組。上世紀(jì) 70 年代時(shí)大多是在勢(shì)流理論的基礎(chǔ)上利用邊界層理論來計(jì)算粘流。1978 年，Abdelmeguid 等 [22] 基于傳熱問題求解了船舶的三維黏性繞流問題。1980 年代，對(duì)黏性流的計(jì)算逐漸發(fā)展起來。
展開 粉質(zhì)海床波浪響應(yīng)的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究
粉質(zhì)海床波浪響應(yīng)的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究_潘冬子.pdf
【AI+波浪補(bǔ)償】AR模型實(shí)時(shí)船舶運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)中的尺度效應(yīng)
為了克服在準(zhǔn)確估計(jì)狀態(tài)空間、噪聲和響應(yīng)核函數(shù)方面的實(shí)際局限性，人們采用時(shí)間序列模型對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，即只需對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)或海浪進(jìn)行建模。相對(duì)而言，自回歸模型(AR)由于其計(jì)算成本和實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的便利性，被探討得最多。關(guān)于AR模型的識(shí)別方案有很多研究，但由于嚴(yán)酷海域的船舶運(yùn)動(dòng)是非線性和非穩(wěn)態(tài)的，因此AR模型在高海況下的性能不足。為了獲得更好的預(yù)測(cè)結(jié)果，設(shè)計(jì)了AR移動(dòng)平均（ARMA）模型。與AR模型相比，這里采用波浪測(cè)量值作為時(shí)間序列模型的附加輸入。當(dāng)預(yù)測(cè)時(shí)間短于4s時(shí)，ARMA模型可以給出很好的預(yù)測(cè)結(jié)果，但當(dāng)預(yù)測(cè)時(shí)間超過4s時(shí)，ARMA模型就無法捕捉到目標(biāo)船運(yùn)動(dòng)的振幅，而且，只有在準(zhǔn)確感應(yīng)到距離船頭較遠(yuǎn)的波浪時(shí)，才能得到滿意的結(jié)果，而在實(shí)際情況下，準(zhǔn)確的相位分辨波浪遙感還是非常困難的。
某一預(yù)測(cè)模型的可預(yù)測(cè)性受到船舶運(yùn)動(dòng)時(shí)間序列特征的影響。但這些關(guān)系仍不明確。波浪誘導(dǎo)的船舶運(yùn)動(dòng)主要由船舶尺寸、海況和速度決定。本研究對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)中的船舶尺寸影響進(jìn)行了研究，旨在為評(píng)估船舶運(yùn)動(dòng)的可預(yù)測(cè)性提供一些初步的見解。由于AR預(yù)測(cè)模型除了方便實(shí)現(xiàn)外，在實(shí)際應(yīng)用中也多被采用和推薦，因此本研究重點(diǎn)關(guān)注AR預(yù)測(cè)模型。
展開 基于S-ALE方法波浪載荷作用下的船舶運(yùn)動(dòng) ￥300
相關(guān)動(dòng)畫：
涉及到如下三個(gè)方面的關(guān)鍵設(shè)置
（1）S-ALE方法對(duì)滲漏的控制
（2）采用*INITIAL_HYDROSTATIC_ALE 和*ALE_AMBIENT_HYDROSTATIC 對(duì)初始靜壓的控制
（3）無板造波的方法
核心關(guān)鍵字
*ALE_STRUCTURED_MESH
$# mshid dpid nbid ebid
1 103 30000 30000
$# cpidx cpidy cpidz nid0 lcsid
10001 10002 10003 0 0
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS
$# cpid unused unused sfo unused offo
10001 1.0 0.0
$# n x ratio
1 0.0 0.0
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展開 二維浮體在波浪中的運(yùn)動(dòng)，造波方式為推板造波
個(gè)人制作，詳細(xì)操作私聊吧
隨機(jī)波浪載荷作用下導(dǎo)管架平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞可靠性分析
摘要：主要針對(duì)波浪載荷作用下導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞可靠性進(jìn)行研究。采用Airy線性波浪理論，將導(dǎo)
管架結(jié)構(gòu)離散成空間梁有限單元結(jié)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上采用結(jié)構(gòu)模態(tài)分析方法，編程計(jì)算了平臺(tái)結(jié)構(gòu)在隨機(jī)波浪載
荷作用下的位移、速度、加速度和應(yīng)力隨機(jī)響應(yīng)及其概率統(tǒng)計(jì)量。導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析建立在頻域響應(yīng)的
基礎(chǔ)上，假設(shè)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的應(yīng)力范圍服從Rayleigh分布，利用結(jié)構(gòu)應(yīng)力傳遞函數(shù)得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)譜，然后利用
Miner線性累積損傷準(zhǔn)則推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)疲勞壽命的概率分布函數(shù)，并考慮結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度影響系數(shù)的隨機(jī)性，求得結(jié)
構(gòu)在隨機(jī)應(yīng)力譜下給定疲勞壽命時(shí)的疲勞可靠性指標(biāo)。文中所建立方法可用于導(dǎo)管架式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞安全評(píng)
估。
隨機(jī)波浪載荷作用下導(dǎo)管架平臺(tái)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞可靠性分析.pdf
展開 【CFD數(shù)值模擬算例】水面浮體（浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬
物理模型: 描述波浪、浮體和流體（水）之間的相互作用。這需要考慮流體力學(xué)、彈性力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。
2、波浪模擬
使用譜分析方法或其他波浪生成技術(shù)，模擬實(shí)際海洋環(huán)境中的波浪。
調(diào)整波浪參數(shù)，如波高、波長、周期等，以匹配實(shí)際條件。
3、流固耦合分析
設(shè)置浮體與流體之間的交互邊界條件。這通常涉及到動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，以適應(yīng)浮體的運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用合適的數(shù)值方法，如有限元法(FEM)或有限體積法(FVM)，解決流固耦合方程。
4、動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算
求解浮體的運(yùn)動(dòng)方程，得到其位置、速度和加速度隨時(shí)間的變化。
分析浮體的動(dòng)力響應(yīng)，包括振幅、頻率和響應(yīng)譜等。
5、結(jié)果可視化與驗(yàn)證
使用可視化工具，展示浮體的運(yùn)動(dòng)軌跡、波浪形態(tài)和流體動(dòng)力變化。
通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或其他可靠來源的對(duì)比，驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
6、參數(shù)化與優(yōu)化
改變浮體的幾何參數(shù)、材料屬性或運(yùn)行條件，觀察其對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。
基于數(shù)值模擬結(jié)果，提出浮式風(fēng)電塔設(shè)計(jì)的優(yōu)化建議。
7、模擬報(bào)告與文檔
編寫詳細(xì)的模擬報(bào)告，記錄模型設(shè)置、方法、結(jié)果和結(jié)論。
整理相關(guān)的文檔和腳本，確保模擬過程可重復(fù)和可追溯。
通過這些步驟，可以對(duì)水面浮體（如浮式風(fēng)電塔）與波浪的流固耦合動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬，以支持工程設(shè)計(jì)和決策。
文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自：“云數(shù)仿真”公眾號(hào)
展開 軸向變速運(yùn)動(dòng)弦線的非線性振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性
研究具有幾何非線性的軸向運(yùn)動(dòng)弦線的穩(wěn)態(tài)橫向振動(dòng)及其穩(wěn)定性，軸向運(yùn)動(dòng)速度為常平均速度與小簡(jiǎn)諧漲落的疊加應(yīng)用Hamilton原理導(dǎo)出了描述弦線橫向振動(dòng)的非線性偏微分方程，直接應(yīng)用于多尺度方法求解該方程，建立了避免出現(xiàn)長期項(xiàng)的可解性條件，得到了近倍頻共振時(shí)非平凡穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其存在條件，給出數(shù)值例子說明了平均軸向速度、軸向速度漲落的幅值和頻率的影響，應(yīng)用Liapunov線性化穩(wěn)定性理論,導(dǎo)出倍頻參數(shù)共振時(shí)平凡解和非平凡解的不穩(wěn)定條件，給出數(shù)值算例說明相關(guān)參數(shù)對(duì)不穩(wěn)定條件的影響
軸向變速運(yùn)動(dòng)弦線的非線性振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性.pdf
展開 橫向有限應(yīng)變對(duì)部分浸入水中平面運(yùn)動(dòng) 柔性梁的非線性振動(dòng)響應(yīng)的影響
基于Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理，根據(jù)克希霍夫假設(shè)以及拉格朗日函數(shù)，得到部分浸入水中柔性梁的大撓度條件下的 運(yùn)動(dòng)方程和邊界條件。在運(yùn)動(dòng)方程和邊界條件的推導(dǎo)過程中，考慮了橫向有限變形，并運(yùn)用格林應(yīng)變張量表示非 零的應(yīng)變張量分量。然后，應(yīng)用中心差分法對(duì)方程進(jìn)行數(shù)值處理，研究不同渦旋脫落荷載作用下，橫向有限應(yīng)變 對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，渦旋脫落荷載超過一定幅值后，橫向有限應(yīng)變的影響比較明顯，不應(yīng)忽略。
橫向有限應(yīng)變對(duì)部分浸入水中平面運(yùn)動(dòng)_柔性梁的非線性振動(dòng)響應(yīng)的影響.pdf
基于CAE技術(shù)的運(yùn)動(dòng)型多功能車整車結(jié)構(gòu)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
基于CAE技術(shù)的運(yùn)動(dòng)型多功能車整車結(jié)構(gòu)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
東南大學(xué)葛麗芹教授/劉玲教授《Small》：運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的層層自組裝“修理器”用于自供電刺激內(nèi)源性傷口愈合及生理環(huán)境響應(yīng)性抗炎
該研究通過層層自組裝方法制備出了一種人體運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的自供電納米復(fù)合“修理器”，用于電刺激內(nèi)源性傷口愈合及生理環(huán)境響應(yīng)性清除活性氧，緩解體內(nèi)炎癥反應(yīng)（ToC圖）。與傳統(tǒng)的被動(dòng)治療方式相比，這種模式提供了一種集運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)和pH響應(yīng)性層層自組裝薄膜于一體的有效愈合創(chuàng)面的新策略，無疑為患者帶了福音。
ToC 圖 運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的層層自組裝“修理器”，用于自供電刺激內(nèi)源性傷口愈合及生理環(huán)境響應(yīng)性抗炎的相關(guān)機(jī)制。
圖 1 生物力學(xué)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)自供電LBL納米復(fù)合“修理器”用于傷口愈合。（a） HAP/SN是由多層薄膜（HAP）和自供電納米發(fā)電機(jī)（SN）組成的；（b）受傷人員行走時(shí)佩戴HAP/SN醫(yī)療器件，插圖：自供電刺激和納米顆粒的響應(yīng)性釋放協(xié)同促進(jìn)受損組織的有效愈合示意圖；（c） SN 系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)的激活下電刺激使受損皮膚康復(fù)；（d）HAP層層自組裝薄膜用于pH-響應(yīng)性清除ROS使成纖維細(xì)胞恢復(fù)到正常的生長狀態(tài)。
在這項(xiàng)工作中，該課題組致力于設(shè)計(jì)一種基于摩擦電納米發(fā)電機(jī)和治療性納米顆粒響應(yīng)性釋放模型的便攜式自供電納米復(fù)合傷口“修理器”。將逐層涂覆2-羥丙基三甲基氯化銨-殼聚糖（HTCC）、海藻酸鈉（ALG）和聚多巴胺/Fe3+納米顆粒（PFNs）組裝的膜與通過生物力學(xué)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的自供電納米發(fā)電機(jī)（SN）組合到納米復(fù)合修復(fù)器（HAP/SN-NR）中（圖1a，b）。這個(gè)位于HAP/SN-NR頂層的SN系統(tǒng)可以提供適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)強(qiáng)度，刺激表皮再生，有利于血管生成和皮膚的快速主動(dòng)愈合（圖1c）。更重要的是，受基于摩擦帶電的接觸分離型納米發(fā)電機(jī)的啟發(fā)，他們已經(jīng)證明SN作為一種可持續(xù)的可穿戴傳感器可以將人體運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
展開 振蕩水柱波浪能發(fā)電技術(shù)研究進(jìn)展
波浪能從捕獲到發(fā)電需要經(jīng)過三級(jí)能量轉(zhuǎn)換：一級(jí)轉(zhuǎn)換為波浪能被捕能裝置捕獲, 二級(jí)轉(zhuǎn)換為將捕能裝置捕獲的能量通過能量轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)所需的能量形式（機(jī)械能）, 三級(jí)轉(zhuǎn)換為通過發(fā)電機(jī)等發(fā)電設(shè)備將能量以電能形式輸出[2]。振蕩水柱能級(jí)轉(zhuǎn)換如圖1所示。
OWC波浪能裝置（圖2）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 將空氣作為能量轉(zhuǎn)換媒介, 受控容易, 通過低成本的氣室將波浪的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)換成氣體的動(dòng)能, 透平發(fā)電機(jī)組不直接與海水接觸, 避免了海水腐蝕和機(jī)組密封等問題[3], 提高了裝置在海洋環(huán)境下的壽命, 且安全可靠, 維護(hù)方便。但是OWC設(shè)備體積較大, 這導(dǎo)致其在安裝和運(yùn)輸方面的不便。OWC以氣體為能量轉(zhuǎn)換媒介, 氣體頻繁地被壓縮和膨脹導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低。
按照OWC裝置工作狀態(tài)的不同, 可將其分成固定型OWC和振蕩型OWC。固定型OWC在工作時(shí)裝置本身是基本不動(dòng)的, 通過波浪作用于氣室內(nèi)部的水柱形成振蕩水柱, 從而使氣室內(nèi)空氣往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)空氣透平旋轉(zhuǎn)。固定型OWC主要考慮氣室內(nèi)部水柱在波浪作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng), 水柱主動(dòng)振蕩運(yùn)動(dòng), 可以作為單自由度振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究。振蕩型OWC裝置整體漂浮在海上, 在工作時(shí)會(huì)隨著波浪搖蕩運(yùn)動(dòng), 其氣室體積變化受浮體和水柱雙重運(yùn)動(dòng)影響輸出氣動(dòng)功率, 從而驅(qū)動(dòng)空氣透平旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電[4]。振蕩型OWC不僅要考慮氣室下方水柱的振蕩運(yùn)動(dòng), 還應(yīng)著重考慮整個(gè)浮體在波浪作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng), 重點(diǎn)研究水柱與氣室管道間的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 可作為多自由度受迫振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究。
2 OWC波浪能發(fā)電技術(shù)進(jìn)展
2.1 OWC裝置起源
據(jù)《科學(xué)美國人》（Scientific American）報(bào)道, 最早應(yīng)用OWC技術(shù)的裝置是1885年美國在沿海海岸部署的34個(gè)用作導(dǎo)航的吹氣式浮標(biāo)[5]。
展開 波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)波浪響應(yīng)波浪運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析 波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)船舶波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)star-ccm 船舶波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)基于重疊網(wǎng)格的船舶波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)]star-ccm 基于重疊 網(wǎng)格的船舶波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)star-ccm 基于重疊網(wǎng)格的船舶波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
