[發明專利]一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法

有效

• 申請號: 201810759206.0
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108871729B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 馬剛;王宏偉;馬慶位;孫麗萍;康莊;姜躍;鐘亮;朱耀文;郝紅彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于，包括：

(1)根據截斷設計原則，對截斷后的系泊線組成、材料、系泊方式進行設計，并根據實際系泊水深和水池水深，確定縮尺比和截斷水深；

(2)根據系泊線的工作原理，確定系泊線的初始預張力T和成分；

(3)選取系泊線非線性力學模型，計算系泊線的張力及其分力；選取多目標優化算法，在靜力相似和動力相似過程中求解得出滿足要求的解；

(4)根據步驟(2)中的設計變量和步驟(3)的力學模型和優化算法，將截斷前后的系泊線靜力特性以目標函數的形式聯系起來；在系泊線頂端施加不同位移，這些不同位移點處的張力及其分力的相對誤差按照一定的權重組合起來，形成多目標靜力截斷優化函數，應用優化算法，對多目標靜力截斷優化函數進行求解計算，使得系泊線在不同位移下的張力及其分力截斷前后保持一致，得出滿足靜力截斷優化要求的系泊線參數結果；

(5)以步驟(4)中滿足靜力截斷優化要求的系泊線參數結果為基礎，進行動力截斷優化設計基本數據準備；選取系泊線時域非線性動力響應計算模型，使得時域下的系泊力包含未經任何減弱的拖曳力和慣性力；

(6)進行動力截斷優化目標函數的構建；通過對系泊線頂端施加不規則運動激勵，應用系泊線非線性動力響應模型得到系泊線頂端在時域下的系泊力，應用快速傅里葉變換方法，將系泊力攝動展開到頻域中，形成系泊能量譜；在能量譜中，選取有限個頻率點，并保證選取的頻率點中2/3部分能夠覆蓋能量顯著響應范圍，在有限個頻率點上以系泊線能量相對誤差建立多目標動力截斷優化函數，應用優化算法，對多目標動力截斷優化函數進行求解計算，得出滿足動力截斷優化要求的系泊線參數結果；所述的成分包括長度L、軸向剛度EA、濕重w、干重m、水動力直徑D。

2.根據權利要求1所述的一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于：所述的濕重w是水中單位長度重量，所述的干重m是空氣中單位長度質量。

3.根據權利要求1所述的一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于：所述的多目標靜力截斷優化函數的公式為：

fit_static＝k₁F₁(x)+k₂F₂(x)+…+k_nF_n(x) n＝1,2,…

其中n的數量是選取位移點的數量，F_n(x)是第n個位移點截斷前后張力的相對誤差，k_n是第n個位移點截斷前后張力的相對誤差的權重。

4.根據權利要求1所述的一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于：所述的滿足靜力截斷優化要求的系泊線參數結果包括系泊線各成分的長度L、軸向剛度EA、濕重w。

5.根據權利要求1所述的一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于：所述的多目標動力截斷優化函數的公式為：

fit_dynamic＝h₁E₁(x)+h₂E₂(x)+…+h_mE_m(x) m＝1,2,…

其中m的值是在頻域能量譜中選取頻率點的數量，E_m(x)是第m個頻率點截斷前后能量的相對誤差，h_m是第m個頻率點截斷前后能量相對誤差的權重。

6.根據權利要求1所述的一種基于能量譜的系泊動力截斷模擬方法，其特征在于：所述的滿足動力截斷優化要求的系泊線參數結果，包括干重m、水動力直徑D。