半潜平台内孤立波载荷实验及其理论模型研究

摘要：

该文在大型重力式密度分层水槽中,对内孤立波作用下半潜平台的载荷特性开展了系列实验.基于两层流体内孤立波KdV、eKdV和MCC理论,建立了半潜平台内孤立波载荷的理论预报模型,给出了该理论预报模型中三类内孤立波理论的适用性条件.研究表明,半潜平台的内孤立波水平力包括立柱与横撑部分的拖曳力、惯性力以及沉箱部分的Froude-Krylov力三个部分,其中前两个力可由Morison公式进行计算,第三个力可以通过内孤立波诱导动压力在沉箱迎流和背流面进行积分计算.半潜平台的垂向力主要为垂向Froude-Krylov力,可以通过内孤立波诱导动压力在横撑和沉箱上下表面进行积分计算.系列实验结果表明,在Morison公式中的拖曳力系数与内孤立波诱导速度场的雷诺数之间为指数函数关系,惯性力系数与KC数之间为幂函数关系,而且基于所建立理论预报模型所获半潜平台水平力、垂向力及其力矩的计算结果均与系列实验结果吻合良好.

关键词：两层流体、半潜平台、内孤立波、Morison公式、Froude-Krylov力

所属期刊栏目：28

分类号：O352(流体力学)

资助基金：国家高技术研究发展计划863项目,2010AA09Z305;高等学校博士点基金项目20110073130003;the National High Technology Research and Development Program of China863 Program,2010AA09Z305;the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China20110073130003

在线出版日期：2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：644-657