浅水晃荡载荷特性与近似计算方法研究

作     者：袁心怡 苏焱 YUAN Xinyi;SU Yan

作者机构：中山大学海洋工程与技术学院广州510275 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2025年第44卷第1期

页      面：51-60页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)创新团队建设项目(311023014) 

主　　题：浅水晃荡 载荷特性 近似方法 模型试验 

摘      要：利用高精度的Boussinesq方程建立数值模型,并结合试验手段,深入分析了矩形水箱内部浅水晃荡运动的载荷特性。研究结果显示,当无因次外部激励频率接近液体固有频率时,晃荡运动与载荷时历曲线表现出相似的非线性特征,随着激励频率的增加,呈现出多种不同的形式。通过对载荷时历曲线进行傅里叶分析,得到了不同外部激励频率下载荷的频域分布特征。基于晃荡载荷与自由液面波高频响曲线的相似性以及载荷特性的分析结果,建立了晃荡载荷的近似计算方法。该方法在不同水深及激励幅值下表现出优良的泛化性能,能够修正共振状态下线性近似对壁面载荷的过高估计,使跳跃频率处误差减少了50%以上。利用所提出的近似方法能够在已知波高的情况下快速估计壁面载荷,为工程设计提供技术支持。