On secular terms which appear in perturbation problems of non-linear wave forces acting on offshore structures, and solutions of the problems compared with model tests

海上结构物非线性波浪力扰动问题中出现的长期项及其与模型试验的比较

基本信息

批准号：
15360461
负责人：
KINOSHITA Takeshi
金额：
$ 9.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

This research analyzes nonlinear wave loads using perturbation method. Higher order nonlinear hydrodynamic forces such as third order wave excitation and wave drift added mass had not been obtained due to secular terms which appear in higher order problems, whilst lower hydrodynamic forces such as second order wave excitation and wave drift damping can be obtained. Therefore even if we calculate full nonlinear problem using pure numerical method such as a finite difference method, we have no bench marks to be compared to assure its accuracy. This research presents new analysis method of solution to these secular term problems, as well as measurement method of experiment to verify the solutions of this new analysis.First year we solved the problem of a vertical circular cylinder in both wave and current by the eigenfunction expansion method, and compared free surface elevation with the measured date by Swan et al. Second year we extended our method to the problem of floating vertical cylinder from the cylinder touching to the bottom. Third and the last year we developed a hybrid method combining near field boundary element method (BEM) and far field eigenfunction expansion method. We obtained wave drift added mass of a spheroids.We developed a measurement method to obtain maneuvering hydrodynamic force derivatives by Planar Motion Mechanism (PMM) in waves. These derivatives verify the solutions of this new analysis.

这项研究使用扰动方法分析了非线性波载荷。高阶非线性流体动力（例如三阶波激发和波浪漂移）尚未获得较高问题的世俗术语，而较低的流体动力（如二阶波动激发和波浪漂移阻尼）则获得了较低的术语。因此，即使我们使用纯数值方法（例如有限差异方法）计算完整的非线性问题，我们也没有比较基准标记以确保其准确性。这项研究提出了解决这些世俗项问题的新分析方法，以及实验的测量方法，以验证该新分析的解决方案。第一年，我们解决了波和电流膨胀方法中垂直圆柱和电流的垂直圆缸的问题，并将其与Swan等人的自由表面升高与测量日期进行了比较。第二年，我们将方法扩展到了从圆柱接触到底部的浮动垂直缸的问题。第三和去年，我们开发了一种混合方法，该方法结合了近场边界元素方法（BEM）和远场特征函数扩展方法。我们获得了波动的波浪漂移质量。我们开发了一种测量方法，以通过波中的平面运动机理（PMM）获得机动的流体动力衍生物。这些衍生物验证了这种新分析的解决方案。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Solutions of higher-order potentials necessary to evaluate wave-drift added mass

评估波漂移附加质量所需的高阶势解

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
Journal of The Society of Naval Architects of Japan 194
影响因子：
0
作者：
Motoki Yoshida;Hiroshi Isshiki;Weiguang Bao (Ikou Sano);Takeshi Kinoshita
通讯作者：
Takeshi Kinoshita

波漂流付加質量の実験と計算

波浪漂移附加质量实验与计算

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
日本造船学会論文集 194
影响因子：
0
作者：
吉田基樹;石橋和子;鮑(佐野)偉光;木下健
通讯作者：
木下健

高次オーダー速度ポテンシャルの解法 -波漂流付加質量の理論計算-

高阶速度势的解-波浪漂移附加质量的理论计算-

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
日本造船学会論文集 194
影响因子：
0
作者：
吉田基樹;一色浩;鮑(佐野)偉光;木下健
通讯作者：
木下健

Wave-drift added mass of a vertical circular cylinder derived from a moving frame formulation

由移动框架公式导出的垂直圆柱体的波漂移附加质量

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
The Proceedings of the Fourteenth International Offshore and Polar Engineering Conference 3
影响因子：
0
作者：
Yasunori Nihei;Takeshi Kinoshita;Weiguang Bao (Ikou Sano);Weiguang Bao
通讯作者：
Weiguang Bao

波浪中PMM試験の解析結果

波浪中PMM试验分析结果