[发明专利]一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法

权利要求书

1.一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据环境条件估算初始阻尼系数；

S2、根据所述初始阻尼系数计算二次阻尼系数，同时将所述初始阻尼系数导入至频域中计算水动力系数；

S3、将所述二次阻尼系数和水动力系数导入到时域计算程序中进行模拟计算得到所述垂荡板的垂向速度时程和所述垂荡板处的水质点的垂向速度时程；

S4、根据所述步骤S3中的模拟结果计算时程中每个周期的阻尼系数和阻尼力；

S5、根据所述步骤S4中的阻尼力计算整个时程的阻尼力能量，并利用阻尼力能量计算整个时程的阻尼系数；

S6、将所述步骤S5中的所述阻尼系数与所述步骤S1中的初始阻尼系数进行比较，若两者的差值小于阈值，则输出所述阻尼系数为所述垂荡板的垂向阻尼系数，否则所述阻尼系数进入迭代程序至差值小于阈值；

其中，所述步骤S4中每个周期的阻尼系数的计算过程具体包括以下步骤：

S41、根据所述步骤S3的模拟结果计算所述垂荡板相对水质点的相对垂荡速度时程；

S42、选出每个周期T内的最大相对垂荡速度时程后计算KC’值：

；

S43、将所述步骤S42中的KC’值代入公式中计算每个周期的阻尼系数：

；

所述步骤S4中每个周期的阻尼力的计算公式为：

；

其中，为海水密度，D为所述垂荡板的直径。

2.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S6中的迭代程序为：

将所述步骤S2中的初始阻尼系数替换为所述阻尼系数后重复步骤S2-S5得到阻尼系数，然后比较阻尼系数与，当差值小于阈值时，输出所述阻尼系数为所述垂荡板的垂向阻尼系数。

3.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、根据环境参数估算垂荡板垂荡方向的运动响应ζ；

S12、根据所述运动响应ζ计算初始KC值，所述初始KC值的计算公式为：

；

其中，D为所述垂荡板的直径；

S13、将所述步骤S12中的初始KC值代入公式中计算初始阻尼系数：

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4.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述二次阻尼系数的计算公式为：

；

其中，为海水密度，D为所述垂荡板的直径。

5.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S2中的所述水动力系数包括波浪力、附加质量和辐射阻尼。

6.根据权利要求5所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述波浪力的计算公式：

其中，是入射势， 是绕射势，为单位法向量，k是物体的自由度，S为线微元。

7.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S5中的阻尼力能量是通过对每个周期T的阻尼力进行时间积分得到。

8.根据权利要求1所述的一种浮式结构物垂荡板的垂向阻尼系数的计算方法，其特征在于，所述步骤S5中整个时程的阻尼系数的计算公式为：

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