一種適用于海洋工程船的風載荷計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種適用于海洋工程船的風載荷計算方法，包括在風洞試驗中，對不同風向角下的不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小加以測定，并建立不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小相對于風向角的數(shù)據(jù)庫；把海洋工程船離散成不同的標準構件模塊，利用步驟1形成的數(shù)據(jù)庫和插值法分別計算每個標準構件模塊的風載荷，然后再疊加計算的風載荷獲得總的風載荷。本發(fā)明的實施例引入形狀修正系數(shù)和方向修正系數(shù)，使得斜風向下模塊的風載荷計算更加精確；并進一步引入遮蔽系數(shù)，使得具有眾多模塊互相遮擋情況下的風載荷計算更加精確，適合于上部設備布置錯綜復雜的海洋工程船的風載荷計算，特別適合于鉆井船這類具有眾多鉆井設備布置的風載荷計算。
【專利說明】一種適用于海洋工程船的風載荷計算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風載荷計算方法，尤其涉及一種適用于具有眾多設備布置的海洋工程船的風載荷計算方法。
【背景技術】
[0002]風載荷是海洋結構物在海洋中作業(yè)時所遭受的一種重要載荷，在錨泊定位或動力定位中需要重點考慮。與普通船舶不同，海洋工程船，如深水鉆井船的主甲板上布置有數(shù)量眾多的鉆井設備和鉆井材料，如井架、鉆臺、司鉆房、隔水管堆場、鉆桿堆場等，其所遭受的風載荷在環(huán)境載荷中占有相當大的比例，是在動力定位能力分析中需要重點考慮的載荷。
[0003]目前，模塊法是估算海洋結構物風載荷最常用的方法。它是把整個結構離散成不同的標準構件模塊，分別計算每個標準構件模塊的風載荷，然后再疊加各構件的載荷獲得總的風載荷。
[0004]該方法較適合于上部設施簡單的常規(guī)船舶的風載荷計算，對于鉆井船這種具有眾多設備布置的風載荷計算通常與實際情況相差較大。這是由于該方法有三個不足:一是當風向與模塊軸線不一致時，正對風向的模塊截面形狀實際為棱形，方形的形狀系數(shù)未必適用；二是模塊法忽略了構件特征長度，不同長寬比的模塊所遭受風載荷的方向未必與風向一致；三是該方法忽略了模塊之間的遮蔽效應，造成下風向的構件模塊風載荷的計算值比真實值大。
[0005]因此，本領域的技術人員致力于開發(fā)一種計算精確的海洋工程船的風載荷計算方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述的現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的海洋工程船的風載荷計算方法不夠精確。
[0007]本發(fā)明提供的一種適用于海洋工程船的風載荷計算方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1，在風洞試驗中，對不同風向角下的不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小加以測定，并建立不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小相對于風向角的數(shù)據(jù)庫；
[0009]步驟2，把海洋工程船離散成不同的標準構件模塊，利用步驟I形成的數(shù)據(jù)庫和插值法分別計算每個標準構件模塊的風載荷，然后再疊加計算的風載荷獲得總的風載荷。
[0010]在本發(fā)明的一個較佳實施方式中，所述步驟I中還包括在風洞試驗中，對不同風向角下的不同長寬比單獨矩形模塊的風載荷的方向加以測定，并建立不同長寬比的矩形模塊的風載荷方向相對于風向角的數(shù)據(jù)庫。
[0011]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述步驟I中還包括在風洞試驗中，對不同風向角下的不同空間比的兩個矩形模塊中的下風向模塊的風載荷加以測定，并建立下風向模塊的風載荷相對于風向角的數(shù)據(jù)庫。
[0012]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述兩個矩形模塊的空間比為兩個矩形模塊的間距與尺度的比值。
[0013]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述海洋工程船為鉆井船、修井船或平臺維護船。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比，具有的積極效果有:
[0015]由于引入關于不同長寬比的矩形模塊的形狀修正系數(shù)和方向修正系數(shù)，使得斜風向下模塊的風載荷計算更加精確；并進一步引入關于下風向模塊的遮蔽系數(shù)，使得具有眾多模塊互相遮擋情況下的風載荷計算更加精確，適合于上部設備布置錯綜復雜的海洋結構物的風載荷計算，特別適合于鉆井船這類具有眾多鉆井設備布置的風載荷計算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實施例的計算模塊風載荷示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將結合附圖對本發(fā)明做具體闡釋。
[0018]圖1所示為一寬度為a長度為b的矩形模塊受風載荷示意圖，其中V2為測試風速；F為傳統(tǒng)模塊法下模塊所受風力；FMal為本發(fā)明的實施例的模塊所受風力，采用傳統(tǒng)模塊法的風載荷計算公式為: [0019]
【權利要求】
1.一種適用于海洋工程船的風載荷計算方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，在風洞試驗中，對不同風向角下的不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小加以測定，并建立不同長寬比的矩形模塊的風載荷大小相對于風向角的數(shù)據(jù)庫； 步驟2，把海洋工程船離散成不同的標準構件模塊，利用步驟I形成的數(shù)據(jù)庫和插值法分別計算每個標準構件模塊的風載荷，然后再疊加計算的風載荷獲得總的風載荷。
2.如權利要求1所述的風載荷計算方法，其特征在于，所述步驟I中還包括在風洞試驗中，對不同風向角下的不同長寬比單獨矩形模塊的風載荷的方向加以測定，并建立不同長寬比的矩形模塊的風載荷方向相對于風向角的數(shù)據(jù)庫。
3.如權利要求1所述的風載荷計算方法，其特征在于，所述步驟I中還包括在風洞試驗中，對不同風向角下的不同空間比的兩個矩形模塊中的下風向模塊的風載荷加以測定，并建立下風向模塊的風載荷相對于風向角的數(shù)據(jù)庫。
4.如權利要求3所述的風載荷計算方法，其特征在于，所述兩個矩形模塊的空間比為兩個矩形模塊的間距與尺度的比值。
5.如權利要求1至4任一項所述的風載荷計算方法，其特征在于，所述海洋工程船為鉆井船、修井船或平臺 維護船。
【文檔編號】G06F19/00GK104021266SQ201310067052
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權日:2013年3月1日
【發(fā)明者】張海彬, 何進輝 申請人:中國船舶工業(yè)集團公司第七〇八研究所