买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

摘要：一种高耸结构物在波浪作用下三阶力计算方法，计算方法包括获取高耸结构物的尺寸信息以及计算水域内的波浪信息；对平动分量、转动分量、速度势和波面升高进行三阶摄动展开，基于三阶摄动展开以及获取到的尺寸信息和波浪信息，设置计算水域的边界条件，建立波浪与高耸结构物相互作用的非线性时域数学模型；利用非线性时域数学模型求得速度势；再利用速度势得到波浪与高耸结构物高频共振响应的波浪力，波浪力包括一阶力、二阶力以及三阶力。本发明的优点在于：利用非线性时域数学模型能够计算高耸结构物在波浪作用下的三阶力，提高了高耸结构物在波浪作用下波浪力的精度和计算的准确性。

主权项：1.一种高耸结构物在波浪作用下三阶力计算方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1、获取高耸结构物的尺寸信息以及计算水域内的波浪信息；S2、对高耸结构物的平动分量和转动分量以及计算水域内的速度势和波面升高进行三阶摄动展开，基于三阶摄动展开以及S1获取到的尺寸信息和波浪信息，设置计算水域的边界条件，从而建立研究波浪与高耸结构物相互作用的非线性时域数学模型，其中，非线性时域数学模型包括拉普拉斯方程和非恒定流伯努利方程；S3、根据S2设定的边界条件，利用非线性时域数学模型中的拉普拉斯方程计算得到流体运动速度分布和变化情况的速度势；S4、根据S3确定的速度势，再利用非线性时域数学模型中的非恒定伯努利方程计算得到高耸结构物表面的压力分布，并且将该压力分布按照不同阶次进行划分，即可得到波浪与高耸结构物高频共振响应的波浪力，波浪力包括一阶力、二阶力以及三阶力，一阶力包括和其中： 式中，为一阶动态力，为一阶恢复力，ρ为计算水域内水的密度，Sb为高耸结构物处于平衡位置的物体表面，n＝n1,n2,n3为高耸结构物处于平衡位置的物体表面指向计算水域内的流体的单位法向量，ds表示无限小的面元，g为重力加速度，Awp为计算水域水面的面积，为速度势时间导数的一阶分量，表示高耸结构物升沉运动的位移的一阶分量，表示高耸结构物横摇角度的一阶分量，表示高耸结构物纵摇角度的一阶分量，x0,y0,z0为源点的坐标，xf,yf,zf为计算水域的中心坐标，为垂直向上的矢量标识；二阶力包括和其中： 式中，为二阶动态力，为二阶恢复力，和均为二阶力贡献项，ρ为计算水域内水的密度，Sb为高耸结构物处于平衡位置的物体表面，n＝n1,n2,n3为高耸结构物处于平衡位置的物体表面指向计算水域内的流体的单位法向量，ds表示无限小的面元，g为重力加速度，Awp为计算水域水面的面积，和分别为速度势时间导数的一阶分量和二阶分量，和分别为高耸结构物升沉位移的一阶分量和二阶分量，和分别为高耸结构物横摇角度的一阶分量和二阶分量，和分别为高耸结构物纵摇角度的一阶分量和二阶分量，为高耸结构物回转角度的一阶分量，x0＝x0,y0,z0为源点的坐标，xf,yf,zf为计算水域的中心坐标，x＝x,y,z为场点的坐标，▽为哈密尔顿算子，为垂直向上的矢量标识，Cb为静水面与高耸结构物的截面，dl为无限小的长度；φ1为速度势的一阶分量，ξ1为平动矢量的一阶分量，α1为转动矢量的一阶分量，η1为波面升高的一阶分量；三阶力包括和其中： 式中，为三阶动态力，为三阶恢复力，和均为三阶力贡献项，ρ为计算水域内水的密度，Sb为高耸结构物处于平衡位置的物体表面，n＝n1,n2,n3为高耸结构物处于平衡位置的物体表面指向计算水域内的流体的单位法向量，ds表示无限小的面元，g为重力加速度，Awp为计算水域水面的面积，和分别为速度势时间导数的一阶分量、二阶分量和三阶分量，和分别为高耸结构物升沉位移的一阶分量、二阶分量和三阶分量，和分别为高耸结构物横摇角度的一阶分量、二阶分量和三阶分量，和分别为高耸结构物纵摇角度的一阶分量、二阶分量和三阶分量，和分别为高耸结构物回转角度的一阶分量和二阶分量，x0＝x0,y0,z0为源点的坐标，xf,yf,zf为计算水域的中心坐标，x＝x,y,z为计算水域内的场点坐标，▽为哈密尔顿算子，为垂直向上的矢量标识，Cb为静水面与高耸结构物的截面，dl为无限小的长度；φ1和φ2分别为速度势的一阶分量和二阶分量，ξ1和ξ2分别为平动矢量的一阶分量和二阶分量，α1和α2分别为转动矢量的一阶分量和二阶分量，η1和η2分别为波面升高的一阶分量和二阶分量，Η2为修正项。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种高耸结构物在波浪作用下三阶力计算方法及计算机可读存储介质