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基于高阶面元的浮体运动与波浪载荷计算方法

摘要第1-7页
ABSTRACT第7-14页
第1章 绪论第14-31页
   ·课题研究的目的与意义第14-16页
   ·浮体运动与波浪载荷理论研究综述第16-21页
     ·三维水动力理论第16-21页
       ·自由面Green函数方法第16-18页
       ·Rankine源方法第18-20页
       ·全非线性方法第20-21页
   ·边界元方法及其发展第21-23页
   ·系泊缆索计算方法第23-27页
     ·系泊缆索静力法第23-25页
       ·悬链线法第23-24页
       ·中和浮力缆索法第24-25页
       ·考虑所有力的缆索函数法第25页
     ·系泊缆索动力法第25-27页
   ·浮体与系泊系统的耦合分析方法第27-29页
   ·本文的主要工作第29-31页
第2章 基于NURBS的高阶边界元计算方法第31-53页
   ·概述第31页
   ·基于NURBS的复杂海洋浮体湿表面网格划分方法第31-46页
     ·NURBS曲线第33-34页
     ·节点矢量的确定第34-35页
     ·组合NURBS曲线第35-36页
     ·船体曲面NURBS表达第36-42页
     ·浮体首尾的处理第42-43页
     ·相贯部分的网格划分第43-46页
   ·基于NURBS的边界元方法第46-51页
     ·速度势表达的NURBS方法第46页
     ·代数方程组的构造第46-47页
     ·积分方程奇异性的处理第47-50页
     ·流体速度的计算第50-51页
   ·本章小结第51-53页
第3章 波浪与浮体相互作用的线性频域计算方法第53-78页
   ·概述第53页
   ·非定常扰动势定解条件的建立和求解第53-63页
     ·非定常扰动势的定解条件第54-59页
       ·坐标系的选取和入射波描述第54-56页
       ·流场速度势的分解及其定解条件第56-59页
     ·非定常扰动势的求解第59-62页
     ·不规则频率的消除第62-63页
   ·运动方程的建立和求解第63-67页
     ·浮体在规则波中的运动方程第63-64页
     ·流体静力载荷与流体静力系数第64-65页
     ·流体动力载荷第65-67页
       ·辐射力第66页
       ·波浪主干扰力和绕射力第66-67页
     ·浮体运动响应的稳态解第67页
   ·算例分析第67-77页
     ·FLOKSTRA集装箱船计算分析第67-75页
       ·不规则频率消除第68-71页
       ·网格收敛性分析第71-72页
       ·FLOKSTRA集装箱船运动和脉动压力响应计算分析第72-75页
     ·半潜式平台运动响应计算第75-77页
   ·本章小结第77-78页
第4章 波浪与浮体相互作用的二阶频域计算方法第78-98页
   ·概述第78-79页
   ·二阶问题基本公式第79-85页
     ·二阶速度势定解条件第79-82页
     ·二阶速度势积分方程第82-83页
     ·二阶波浪力的传递函数第83-85页
       ·二阶波浪力传递函数的基本公式第83-85页
       ·量阶分析第85页
   ·基于NURBS技术的数值离散第85-87页
   ·数值结果第87-97页
     ·计算结果的验证第88-92页
     ·半潜式平台计算结果第92-97页
       ·海况参数第92-93页
       ·平台参数第93页
       ·布锚方式及锚链参数第93-94页
       ·平台漂移力和慢漂运动的计算第94-97页
   ·本章小结第97-98页
第5章 系泊缆索的非线性动力响应计算第98-120页
   ·概述第98页
   ·系泊缆索数学模型第98-102页
     ·坐标系的定义第98-99页
     ·系泊缆索控制方程第99-101页
     ·边界条件第101-102页
   ·系泊缆索数值计算方法第102-114页
     ·缆索单元控制方程第102-105页
     ·缆索单元方程定解条件第105-106页
     ·缆索方程数值计算方法第106-114页
       ·缆索静态方程的求解第106-108页
       ·缆索动态方程的求解第108-112页
       ·海底和缆索之间的连接第112-114页
   ·数值算例第114-119页
     ·非线性有限元静力计算第114-116页
     ·非线性有限元动力计算第116-119页
   ·本章小结第119-120页
第6章 浮体与系泊系统的耦合动力分析第120-151页
   ·概述第120-121页
   ·耦合分析的时域数学模型第121-124页
   ·耦合分析的时域数值计算方法第124-129页
     ·系泊浮体运动方程的数值计算方法第124-126页
     ·浮体和系泊缆索之间的耦合第126-128页
     ·耦合方程系统的求解第128-129页
   ·数值算例第129-149页
     ·浮体运动时域解和频域解的对比验证第129-130页
     ·浮体固有周期第130-134页
     ·系泊缆索对浮体运动的影响第134-136页
     ·入射波频率、浪向角以及波高对缆索张力的影响第136-140页
     ·二阶平均波浪漂移力对浮体和系泊系统动力响应的影响第140-146页
     ·风、浪、流共同作用下浮体和系泊系统的动力响应第146-149页
       ·风、浪、流共同作用下系泊浮体的运动第146-148页
       ·风、浪、流共同作用下缆索张力第148-149页
   ·本章小结第149-151页
结论第151-154页
参考文献第154-170页
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果第170-171页
致谢第171页

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