[发明专利]一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法

权利要求书

1.一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：获取大尺寸海工平台截面形式、尺寸以及海工平台顶底高程数据；

步骤二：获取大尺寸海工平台附近海域的水位、流速及波浪资料；

步骤三：根据水位和海工平台顶高程相对关系，

当大尺寸海工平台为半淹没时，即海工平台顶在静水位以上，海工平台底在静水位以下，大尺寸海工平台垂向力计算公式为：

式中，为大尺寸海工平台垂向力；A为海工平台面积；ρ为水体密度；g为重力加速度；H为波高；k为波数，k＝2π/L，L为波长；z为海工平台底距静水位高度，负值；d为水深；α为水深系数，取α＝0.8～1.2；β为衰减系数，取值范围为0.5～1.5，其中矩形海工平台β值小于圆形海工平台；b为海工平台长度的1/2；

当大尺寸海工平台为全淹没时，即海工平台顶在静水位以下，大尺寸海工平台垂向力计算公式为：

式中，系数ε取8.0～10.0；σ为公式系数，取0.7～1.0；λ为变化系数，取1.0～3.0。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，对于规则波而言，当有明确的波高和波长时，直接采用波流联合作用时大尺寸海工平台垂向力计算公式计算；若波高值确定，波长不确定，同时缺少实测的波高时间序列和波浪谱资料，则海工平台半淹没状态下波长可假定无限长，全淹没状态下波长L＝2πb/σ。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，对于不规则波的垂向力处理步骤为：

步骤A：根据海工平台附近海域实测的波高时间序列或波谱或当地周期与波高的联合分布关系，统计分析并绘出周期-波高联合分布图；

步骤B：设置周期间隔为0.1s～0.5s，将周期-波高联合分布图分成多个周期区间，利用波浪弥散关系T为波浪周期，并结合当地水深条件计算出各周期区间对应的波长，同时以周期-波高联合分布等概率密度P曲线为边界，找出各个周期区间内最大波高值；

步骤C：根据静水位和海工平台顶、底高程相对关系，选用全淹没状态或半淹没状态对应的大尺寸海工平台垂向力计算公式计算出各个周期区间对应的大尺寸海工平台垂向力；

步骤D：通过对比不同周期区间大尺寸海工平台垂向力，从而得到不规则波条件下大尺寸海工平台最大垂向力。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，不同流速条件下的大尺寸海工平台垂向力计算时只需调整所述大尺寸海工平台垂向力计算公式中波长L值，不同流速条件下波长L计算公式为：

式中，T为波浪周期；L为波长；U为水流流速；d为水深。