基于谱分析的设计波方法实际上才是真正的随机性方法,这种方法的波浪是以波浪谱的形式描述,其最终目的是获得设计波的波幅和周期。
详细步骤如下:
首先,根据平台的几何尺寸选取那些有代表性的载荷,即对结构强度起到决定性作用的波浪载荷分量,称为载荷控制参数。
一般选取剖面波浪载荷(如剪力、弯矩、扭矩、加速度等)。
再次引用DNA规范里半潜平台的例子。
浪向和特征波长确定了,波浪的特征周期也就确定了。
计算不同波浪周期下的载荷响应传递函数RAO幅值。
在特征周期附近选取较小的波浪周期的步长,一般取为0.2-0.5s,在其它区域步长取为1.0-2.0s。
根据不同环境条件海况条件,比如一年一遇、50年一遇和100年一遇等短期海浪条件,确定有义波高Hs和跨零周期Tz,进而确定波浪谱。
将响应载荷响应传递函数RAO幅值的平方与波浪谱密度函数SR(ω)相乘,得到浮式结构载荷响应谱。
由于波浪谱可以近似看成窄带高斯随机过程,所以浮式结构载荷响应谱一样可以看成是窄带高斯随机过程,符合瑞利分布。
瑞利概率密度函数可以描述短期载荷响应幅值分布。
式中,R——应力范围 (载荷响应幅值的2倍);σ——瑞利函数的参数。
载荷响应谱的n阶矩如下如式所示。
于是这个瑞利函数就能确定了,短期海况下载荷响应所对应的最大值Rmax也随之确定。
将载荷响应最大值对应的频率和浪向作为等效规则波计算时的频率和浪向。
进而根据确定的频率和浪向,确定各载荷控制参数对应的等效设计波波长。
最后通过短期海况中的最大响应值和该周期对应的波浪载荷传递函数幅值的比值得到设计波波幅,同时为保证得到最危险的波浪参数,需乘以载荷系数(load factor,LF)。
相位角的计算公式为:
式中: I—波浪载荷传递函数虚部值;R—波浪载荷传递函数实部值。
设计波的主要内容就都讲完了,理论上以下内容就可以不用看了。
但今天我也学习一下付费内容怎么设置,以下内容是我曾经参与过的一个漂浮式平台的设计波的简单流程,非常简单就几句话,所以不用付费看。
由于是用SESAM做的,所以不会用SESAM和已经掌握设计波法的就更不用付费看了。