环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.398

上海交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (2): 141-146.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.398

环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法

李旭, 肖龙飞, 魏汉迪(), 吴文成, 朱子扬, 李琰

上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海 200240
上海交通大学崖州湾深海科技研究院,海南三亚 572000

收稿日期:2022-10-12 修回日期:2022-12-30 接受日期:2023-03-03 出版日期:2024-02-28 发布日期:2024-03-04
通讯作者: 魏汉迪,助理研究员;E-mail:weihandi@sjtu.edu.cn.
作者简介:李旭(1993-),博士生,从事海洋工程模型试验方法研究.
基金资助:
国家自然科学基金(52031006);国家自然科学基金(51879158);海南省自然科学基金青年基金项目(521QN275)

Inverse Reconstruction of Environmental Loads and Virtual Model Test

LI Xu, XIAO Longfei, WEI Handi(), WU Wencheng, ZHU Ziyang, LI Yan

State Key Laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
Yazhou Bay Institute of Deepsea Technology, Shanghai Jiao Tong University, Sanya 572000, Hainan, China

Received:2022-10-12 Revised:2022-12-30 Accepted:2023-03-03 Online:2024-02-28 Published:2024-03-04

摘要/Abstract

摘要：

提出一种应用于混合模型试验的环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法,可以逆向识别截断模型试验中的环境载荷,进而开展截断水深与全水深虚拟模型试验.环境载荷直接从物理模型试验中分离得到,因此该载荷考虑到了平台六自由度运动之间的耦合作用、破浪砰击等强非线性作用以及流体对浮体的黏性力作用.为验证方法准确性,开展风浪流模型试验,并将虚拟模型试验结果与物理模型试验数据进行比较.研究结果表明,环境载荷逆向识别方法可以准确识别风浪流模型试验的环境载荷.

关键词: 混合模型试验, 系泊系统, 环境载荷识别

Abstract:

Novel methods of inverse reconstruction of environmental loads and virtual model test for hybrid model test are proposed. The environmental loads are extracted from the physical truncated model test, considering the nonlinear effects such as coupling effect among the six-degrees-of-freedom (6 DOF) motions and wave slamming, and viscous force of the fluid. The loads can be further applied to the numerical model in virtual wave basin to conduct virtual model test with truncated and full-depth mooring system. Wave basin tests under combined wave, wind, and current condition are conducted to validate the proposed methods, and the results show that the environmental loads can be accurately reconstructed from the physical model tests.

Key words: hybrid model test, mooring system, reconstruction of environmental load

中图分类号:

U661.73

李旭, 肖龙飞, 魏汉迪, 吴文成, 朱子扬, 李琰. 环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(2): 141-146.

LI Xu, XIAO Longfei, WEI Handi, WU Wencheng, ZHU Ziyang, LI Yan. Inverse Reconstruction of Environmental Loads and Virtual Model Test[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2024, 58(2): 141-146.

图/表 8

图1

图2

表1

表2

表3

图3

图4

图5

参考文献 10

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参数	取值
型长/m	99.45
型宽/m	87.10
吃水/m	23.00
重心距基线高度/m	22.69
排水量/t	77 262.70
横摇惯性半径/m	37.47
纵摇惯性半径/m	35.77
首摇惯性半径/m	43.22

序号	方向/(°)	海况	试验名称
1	—	静水	自由衰减试验
2	180	静水	水平刚度试验
3	90	静水	水平刚度试验
4	180	12级台风,十年一遇	风浪流试验
5	90	12级台风,十年一遇	风浪流试验

运动	固有周期/s		相对误差/%
运动	数值结果	试验结果	相对误差/%
垂荡	23.1	23.3	0.9
横摇	41.4	42.3	2.2
纵摇	48.4	48.3	-0.2

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环境载荷逆向识别与虚拟模型试验方法

Inverse Reconstruction of Environmental Loads and Virtual Model Test

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