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波浪力的计算

波浪力的计算需要两方面理论的支持:波浪运动理论及波浪荷载计算理论。

前者研究波浪的运动,后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。

几种常用的波浪普: 1.P-M 谱
Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。

国际船模水池会议(ITTC)推荐采用这一形式的波,故也称为ITTC波谱。

JONSWAP(Joint north sea wave project).是一种频谱。

3.应力范围的长期分布模型:1.离散型模型,2.分段连续型模型,3.连续模型。

1. 离散模型:用Hs作为波高,Tz为波浪周期,定义一个余弦波。

然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。

并用准静定的方法计算结构呢I的应力。

缺陷:没有将波浪作为一个随机过程来处理。

每一海况的应力范围只有一个确的数值。

因此又称为确定性模型。

2.分段连续型模型
每一短期海况中,交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。

综合所有海况中应力范围的短期分布,并得出各个海况出现的疲劳,就得到应力范围的长期分布,它的形式是分段连续的。

应力范围的两种短期分布模型:1.Rayleigh分布和Rice分布。

在某一海况中交变应力均值为。

应力峰值服从Rayleigh分布。

通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。

3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中,希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。

这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。

4.有义波高:(significant wave height)所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。

用Hs表示。

5.Stokes五阶波给出了波陡的量度(H/L)H/L越大,波就越陡。

当波高与波长的比值大到一定程度时,波会破碎。

6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。

或者T=2π/ω
7.圆频率
1.圆频率即2π秒内振动的次数,又叫角频率,和角速度的ω没有任何关系。

角频率与频率f的关系是ω0=2πf;周期T=2π/ω0.
角速度应用的举例:单摆摆动,钟摆所走过部分圆时,钟摆在单位时间内“扫”过的角度,此时角速度为非恒定量。

角速度并非振动与三角函数关联后所讲到的角频率。

2单位
圆频率虽然名字中有“频率”二字但其单位并不是“Hz”而是“rad/s”。

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