《分層海洋中超大型浮式結構物的耦合動力特性研究》是依託上海大學，由盧東強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分層海洋中超大型浮式結構物的耦合動力特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盧東強
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海洋超大型浮式結構物作為海洋資源開採基地和海上浮式機場的重要載體，日益受到世界各國的重視。我們南海資源豐富，但內波出現頻繁，大振幅內波對浮式結構物構成了威脅。由於超大型浮式結構物在水平方向的尺度遠遠大於垂向尺度，其柔性變形不可忽略，因此，海洋與超大型結構物的耦合動力學行為研究是在分析流體水動力、結構物彈性力和慣性力的基礎上。本項目旨在探索超大型浮式結構物在表面載荷、周邊波浪等外界激勵下的水彈性動力學特性，以漸近分析法和同倫分析法等半解析方法為主要手段，並輔以數值計算，研究超大型浮式結構物的回響撓度、應力的演化和分布；著重闡明載荷非定常性、海洋分層性、波浪非線性和結構複雜性等物理因素對超大型浮式結構物水彈性動力特性的耦合影響。項目研究成果將為飛行器在大型浮式結構物起降、車輛的運行安全提供動力學建議，同時為超大型浮式結構物的設計和維護提供參考。
結題摘要
作為海洋資源開採、空間利用或海上特殊軍事基地的載體之一，人造的海洋超大型浮式結構物(Very arge Floating Structure, 簡稱VLFS)的研究與開發是近二十多年來國際學術和工程界關注的熱點。本項目主要研究非定常運動的運載器與柔性結構物的耦合動力學過程、分層海洋非線性內波的表面效應及其對VLFS的作用、探討複雜結構VLFS的耦合動力學行為，分析非線性水彈波傳播的特徵。重點探索非定常性、分層性、非線性和複合結構等物理因素對VLFS動力特性的影響。經過四年的努力，我們主要在以下四個方面開展工作：（1）移動載荷誘髮結構水彈性回響的動力學特性；（2）分層海洋中波浪與複合超大型浮式結構物的相互作用；（3）非線性水彈性周期波及非線性短峰波的傳播特性；（4）非線性水彈性孤立波的迎撞特性。我們藉助積分變換法與局部漸近分析（駐相法）、本徵函式匹配展開法、同倫分析法、全局漸近分析（奇異攝動的方法---Poincaré0Lighthill-郭永懷(PLK)變形坐標方法）等解析和半解析方法。分析了來流速度和水彈性波動傳播系統固有相速度、群速度的關係，給出了穩態、瞬態回響存在的速度區間。發現了當移動載荷速度較高時，結構的粘彈性效應較強。針對分析效應和複雜結構，我們提出了一種新型的內積展開式。對於非線性水彈性周期波，彈性板的存在，使得波峰更平坦，波谷更尖銳。非線性水彈性孤立波相互碰撞後，仍保持原來的形狀，但相位發生了偏移，彈性和流體抑制了波動的振幅。發表標柱基金資助號期刊論文14篇，其中被SCI收錄11篇，被EI收錄10篇；發表國際會議全文5篇（被CPCI-S收錄1篇）、國內會議全文1篇（正式出版）。培養博士生三名、碩士生四名。項目研究成果將為飛行器在大型浮式結構物起降、車輛的運行安全提供動力學建議，同時為超大型浮式結構物的設計和維護提供參考。
