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相邻多浮体柔性构件连接下的动力响应及柔性构件结构设计任务书

 2020-02-20 09:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

海上作业经常需要两个及以上的浮体相邻作业,浮体间存在强烈的水动力干扰作用,为约束浮体间的相对运动,浮体间常采用柔性结构约束,如梁、缆索、桁架等。对于梁和桁架结构,虽然结构存在较大的刚度,但由于多浮体间存在相对运动,连接结构存在较大变形,不应假设为刚体。此外连接结构的设计基础是准确预报其与多浮体连接处的约束力,约束力受到波浪的影响,因此需要建立耦合的结构-水动力模型,评估柔性连接下多浮体的动力响应及开展连接结构在约束力下的结构分析。因此本课题开展的主要研究内容包括:

  1. 研究相邻多浮体的水动力干扰特性;

  2. 利用静凝聚法和动态子结构方法将柔性构件的刚度和质量凝聚在浮体上,从而建立考虑连接构件刚度和质量的耦合结构-水动力模型;

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    2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

    1、根据毕业设计任务书的内容和要求,进行文献的收集和阅读工作,所阅读文献不少于15篇,其中外文文献不少3篇,翻译英文文献不少于5000字。

    2、明确选题的目的和意义,确定开展论文研究的基本内容、研究方案和技术途径,在此基础上完成开题报告;

    3、水动力分析软件diffract和结构分析软件frame3dd的基本使用方法,能够独立完成水动力分析与结构分析;

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    3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

    任务编号

    任务内容

    时间节点

    1

    文献调查

    第1-2周

    2

    相邻多浮体参数选取及边界元网格模型建立

    第3周

    3

    利用Frame3DD建立柔性结构模型,并采用静凝聚法得到构件的刚度和质量矩阵

    第4周

    4

    利用Matlab软件建立多浮体结构-水动力耦合模型

    第5-6周

    5

    利用DIFFRACT软件分析相邻多浮体不同间隙、不同浮体个数、不同海况下的水动力响应

    第7-8周

    6

    基于结构-水动力耦合模型,计算多浮体动力响应、约束力

    第9-10周

    7

    基于约束力,完成柔性构件结构分析和设计

    第11-12周

    8

    完成毕业设计论文

    第13-14周

    4. 主要参考文献

    [1] ChenM, Zou M, Zhu L. Frequency-domain Response Analysis of Adjacent MultipleFloaters with Flexible Connections[J]. 船舶力学, 2018, 22(9):1164-1180.

    [2] Sun L, Eatock Taylor R, Choo Y S. Responses ofinterconnected floating bodies[J]. The IES Journal Part A: Civil amp; StructuralEngineering, 2011, 4(3): 143-156..

    [3] Newman J N. Wave effects on deformable bodies[J]. AppliedOcean Research, 1994, 16: 47-59.

    [4]Zhang X, Lu D, Guo F, et al. The maximum wave energy conversion by twointerconnected floaters: Effects of structural flexibility[J]. Applied OceanResearch, 2018, 71: 34-47.

    [5] Derstine M S, Brown R T. A compliant connectorconcept for the mobile offshore base[J]. Marine structures, 2000, 13(4-5):399-419.

    [6] Linjian W U, Yuanzhan W, Zhong X, et al.Hydrodynamic response for flexible connectors of mobile offshore base atrough sea states[J]. Petroleum Exploration and Development, 2016, 43(6):1089-1096..

    [7] Taylor R E. Hydroelastic analysis of plates andsome approximations[J]. Journal of engineering mathematics, 2007, 58(1-4):267-278.

    [8] Sengupta D, Pal S K, DattaR. Hydroelasticity of a 3D floating body using a semi analytic approach intime domain[J]. Journal of Fluids and Structures, 2017, 71: 96-115..

    [9] Riggs H R, Ertekin R C, Mills T R J. Impact ofstiffness on the response of a multimodule mobile offshore base[J].International Journal of Offshore and Polar Engineering, 1999, 9(2): 126-133..

    [10] Michailides C, LoukogeorgakiE, Angelides D C. Response analysis and optimum configuration of a modularfloating structure with flexible connectors[J]. Applied Ocean Research, 2013,43: 112-130.

    [11] Nguyen H P, Dai J, Wang C M,et al. Reducing hydroelastic responses of pontoon-type VLFS using verticalelastic mooring lines[J]. Marine Structures, 2018, 59: 251-270.

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