Under different design conditions, the motion response of the floating breakwater and the tension of the mooring cable are affected by the wave period, and the motion response and the mooring cable tension of the floating breakwater are affected by the wave height Impact.

Keywords: Twin-pontoon floating breakwater; hydrodynamic characteristics; motion response; AQWA

目  录

第一章  绪论 1

1.1 研究背景及目的 1

1.2 浮式防波堤的基本类型 2

1.3 国内外对浮式防波堤的研究进展 4

1.3.1 国外对浮式防波堤的研究进展 4

1.3.2 国内对浮式防波堤的研究进展 4

1.4 本文主要进行的研究 5

第二章  基本理论 6

2.1 速度势定解的问题 6

2.2 控制方程的给出 7

2.3定解条件 7

2.4 积分方程的确立 9

2.5 浮式防波堤的受力 10

2.5.1 对波浪力的求解 10

2.5.2运用集中质量法计算锚链受力 10

2.7 浮式防波堤受到外力作用后的运动响应 13

2.7.1 基本运动方程 13

第三章  浮式防波堤模型的建立 16

3.1 软件介绍 16

3.1.1 ANSYS软件 16

3.1.2 AQWA软件 16

3.2 浮式防波堤模型概述 16

3.3 浮式防波堤模型的建立 17

3.4 浮式防波堤网格划分 29

3.5小结 30

第四章 极限载荷下浮式防波堤水动力响应分析 32

4.1 极限载荷工况 32

4.2系泊方式的选择 32

4.3水动力性能分析 33

4.3.1 运动响应幅值算子RAO随入射角的变化 33

4.3.2 一阶波浪力 36

4.3.3 二阶波浪力 39

4.3.4 系泊缆张力 40

4.3.5 重心变化 42

4.4小结 44

第五章  波浪周期对浮式防波堤运动响应的影响 46

5.1 概述 46

5.2计算工况 46

5.3 结果及分析 46

5.3.1 工况1 46

5.3.2 工况2 50

5.3.3 工况3 54

5.3.4 工况4 58

5.3.5 工况5 62

5.3.6 周期对计算结果的影响 66

5.4 小结 68

第六章  波高对浮式防波堤运动响应的影响 69

6.1 概述 69

6.2 计算工况 69

6.3 结果及分析 69

6.3.1 工况6 69

6.3.2 工况7 73

6.3.3 工况8 77

6.3.4 工况9 81

6.3.5 工况10 85

6.3.6 波高对计算结果的影响 89

6.4 小结 91

结  论 92

致  谢 94

参 考 文 献 95

第一章  绪论

1.1 研究背景及目的

进入新世纪以来，陆地空间和资源都变得匮乏，我们迫切地需要开发海洋空间和资源。近几年来，围绕浮式防波堤展开了许许多多的新研究。浮式防波堤是一种防浪设施，它由消波的浮体和限制浮体运动的锚泊系统组成。与传统固定式防波堤相比，浮式防波堤成本较低、施工方便、拆卸简单，对所处水域海洋环境有轻微的影响，不会污染海洋环境，在深海水域有更好的适应性。

随着我国各地区的旅游业的快速发展，大量的海水浴场、游艇码头正在新建，选用合适的防波堤对工程区的船舶航行、水质、消浪至关重要，所以近年来不管是沿海还是内陆湖区旅游开发，对于浮式防波堤应用越来越普遍[1]。同时随着我国今后大型船舶专业码头、海上增养殖设施等兴建并逐渐向深水扩展，这些为浮式防波堤的应用展示了良好的前景[1]。同时我国“十三五”规划明确指出，要进一步扶持海洋装备制造等产业发展，发展海洋科学技术，重点在深水、绿色、安全的海洋高技术领域取得突破[2]。“十三五”时期，我国将计划实施100个重大工程及项目，其中涉海工程包括，建设深海空间站，发展深海探测、大洋钻探、海底资源开发利用、海上作业保障等装备和系统，推动深海空间站、大型浮式结构物开发和工程化[2]。我国有300多万平方公里的辽阔海域，对浮式防波堤的研究可以更好地开发我国海洋资源并充分增强我国国际影响力。