莫里森方程及相关知识
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1、风的成因、影响因素2、蒲福风级表0~12十三个风级,台风的定义(相当于级及以上的风?)3、风的作用力。
4、波浪的定义,分类。
5、波浪理论(线性波理论)。
6、波浪力(莫里森方程及应用)。
7、怎样求某一重现期的设计波高?8、潮汐的定义,潮汐静力学原理及其局限。
9、海冰对结构的作用力的特点10、沿岸泥沙运动的原理:波浪掀沙、沿岸流输沙。
海工结构物对沿岸输沙的影响。
11、以三峡工程为例,简述修建大型水坝面临的主要问题。
12、港口吞吐量排名13、世界船舶需求:2001-2015年年均需求量约为4400万-6000万载重吨14、世界造船市场份额:(2005年)中国20%,日本29%,韩国33%,其他18%。
全球贸易持续增长;船型结构面临重大调整;发达国家的船舶工业正在外移。
造船产业正在加速向中国转移,我国船舶工业正面临重大历史机遇。
15、国内大型船厂:江南造船集团有限责任公司(江南造船厂);沪东中华造船集团有限公司;上海外高桥造船有限公司;大连船舶中共集团有限公司;广州广船国际股份有限公司,等。
16、主要船级社:中国船级社(CCS)、美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、劳埃德船级社(Lloyd's Register)、法国船级社(必维国际检验集团, Bureau Veritas)、德国船级社(Germanischer Lloyd)。
17、船舶分类:i)按用途可以分为民用船舶和军用船舶:民用船舶包括运输船、工程船、渔业船、工作船和海洋开发船等;军用船舶包括航空母舰、巡洋舰。
驱逐舰、护卫舰、快艇、核潜艇等。
ii)按航行状态可以分为排水型船舶、滑行艇、水翼艇、气垫船和地效应船等。
iii)按推进动力可以分为非机动船舶和机动船舶;iv)按机舱部位可以分为尾机型船、中机型船、中尾机型船等。
v)按船主体数目可以分为单体船和双体船以及SWATH;vi)按推进器可以分为螺旋桨型船、喷水推进船、吹气推进船,单桨船、双桨船和多桨船vii)按船体材料可以分为钢船、铝合金船、木船、钢丝网水泥船、玻璃钢船、橡皮艇和混合结构船;viii)按主体连续甲板的层数可以分为单甲板船、双甲板船和多甲板船。
penman方程
摘要:
1.介绍Penman 方程
2.Penman 方程的应用
3.结论
正文:
Penman 方程是一种描述土壤水分蒸发的方程,由英国科学家Penman 在1948 年提出。
这个方程主要描述了土壤水分蒸发速率与土壤表面温度、空气温度、空气湿度和风速之间的关系。
Penman 方程在农业、气象学和水资源管理等领域具有重要的应用价值。
Penman 方程的表达式为:E = ΔW/Δt = (A/B) * (e^(C/T) - 1) * (1 - R/100) * (1 + (T - 273.15)/10) / (1 - e^(-0.0025 * T))
其中,E 表示土壤水分蒸发速率,ΔW/Δt 表示单位时间内土壤水分的变化,A 和B 分别表示土壤表面和空气的热传导系数,C 表示空气和水的热容量差,T 表示土壤表面温度,R 表示空气相对湿度,e 是自然对数的底数。
Penman 方程的应用非常广泛。
首先,在农业领域,通过Penman 方程可以预测土壤水分蒸发速率,从而帮助农民制定合理的灌溉方案,以保证作物的生长。
其次,在气象学领域,Penman 方程可以用于预测大气降水和湿度,为天气预报提供依据。
最后,在水资源管理领域,通过Penman 方程可以评估水资源的利用效率和蒸发损失,为水资源的合理配置和管理提供依据。
整理后:波浪荷载的计算理论波浪是发生在海洋表面的一种波动现象,其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅,发生波浪破碎现象,成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。
破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。
由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂,至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。
因此,开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究,就有着重要的理论意义和工程意义。
波浪荷载,也称波浪力,是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。
目前按绕射理论进行分析。
波浪对结构物的作用由四部分组成:水流粘性所引起的摩阻力(与水质点速度平方成正比);不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力(与波浪中水质点加速度成正比);结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。
包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。
在目前实际工作中,常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森(Mrison)方程分析波浪力。
波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。
波浪是一随机性运动,很难在数学上精确描述。
当结构构件(部件)的直径小于波长的20%时,波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程;大于波长的20%时,应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。
影响波浪荷载大小的因素很多,如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。
波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。
对一些特殊形状或特别重要的海洋工程结构,除了用上述的方法进行计算分析外,还应进行物理模型试验,以确定波浪力。
①特征波法。
选用某一特征波作为单一的规则波,并以它的参数(有效波高、波浪周期、水深)和结构的有关尺寸代入莫里森方程或绕射理论的公式,求出作用在结构上的波浪力。
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我们保证已经阅读了这篇学术论文,我们的观点是,这篇学术论文在海洋工程哲学博士论文的范围和质量方面都很满意。
感谢对我的导师,委员会主席Cengiz Ertekin 教授,我想表达我最真诚的感谢。
因为他经常的鼓励,学术性的启发,使我对工作很感兴趣。
没有他的支持和帮助,这项工作不可能完成。
摘要长易弯曲管道结构在表面拖曳和漂流负载的动力学长易弯曲管道在海洋表面拖曳运行和漂流负载时对流动易弯曲结构的研究。
拖曳问题在矢量和标量简便的情况下表现出来。
空载横梁结构的轴向载荷,是拖曳管道问题的简化数学模型,是要首先分析的。
特征方程是在应用合适范围条件和比较结果得到的,以前未报告的固有频率在问题中被发现,数值确认使用有限元法和数学符号程序包给予一些有用的公式获得新的固有频率。
当张力太大或太小时,固有频率也会用到简化。
两个水弹性原理被建立用于分析长易弯曲管道的拖曳。
流体力学由一个大的海洋热能转换系统管道从三维问题到二维问题的简化获得。
考虑到特别管道的长度和相对较小的直径,简化模型要求使用线理论。
考虑到拖曳效果,第二个水弹性原理分析也是基于莫里森公式执行的。
分子动力学 langevin【最新版】目录1.分子动力学的基本概念ngevin 方程的定义和含义ngevin 方程在分子动力学中的应用ngevin 方程的优点和局限性正文1.分子动力学的基本概念分子动力学是一种计算机模拟方法,用于研究物质中分子的运动和相互作用。
在分子动力学中,研究者通过模拟分子的运动,可以揭示物质的宏观性质,如熔点、沸点、密度等。
这种方法在材料科学、生物物理学等领域有着广泛的应用。
ngevin 方程的定义和含义Langevin 方程是分子动力学中的一种重要方程,用于描述一个颗粒在给定温度和摩擦力下的运动。
Langevin 方程由法国数学家 Paul Langevin 于 1878 年提出,它的基本形式为:F(t) = - βm * a(t) + ζ * r(t)其中,F(t) 表示作用在颗粒上的摩擦力,βm 表示颗粒的质量,a(t) 表示颗粒的加速度,ζ表示摩擦系数,r(t) 表示随机力。
ngevin 方程在分子动力学中的应用在分子动力学中,Langevin 方程主要用于模拟颗粒在给定温度和摩擦力下的运动。
通过求解 Langevin 方程,可以得到颗粒的速度和位移,从而揭示物质的微观结构和性质。
此外,Langevin 方程还可以用于研究颗粒在复杂环境中的运动,如颗粒在流体中的运动等。
ngevin 方程的优点和局限性Langevin 方程的优点在于它可以描述颗粒在给定温度和摩擦力下的运动,具有较好的物理直观性。
此外,Langevin 方程的求解方法相对简单,便于在计算机上进行模拟。
然而,Langevin 方程也存在一定的局限性。
首先,Langevin 方程只能描述颗粒在简单环境下的运动,对于复杂环境下的运动,需要进行更为复杂的模拟。
其次,Langevin 方程中的随机力 r(t) 是假设的,并不能完全反映颗粒所受到的所有外力。
Morison方程
在研究近海固定式结构在波浪中的受力问题.近海结构的受力研究是海洋工程领域最为重要的专题,其中桩柱波浪力的研究是其结构受力研究的基础.对小构件,即构件直径与入射波的波长相比尺度较小的结构物,采用1950年Morison等提出的方法计算波浪力.Morison方程从根本上说是经验公式,以波浪质点速度、加速度和柱体直径为参数计算各水深处波浪力,然后沿柱长积分得到桩柱波浪力。
[1]
主要计算公式
莫里森等认为作用于柱体任意高度z处的水平波浪力f H包括两个分量:
1. 水平拖曳力f D——波浪水质点的水平速度u x引起的对柱体的作用力
其大小与单向定常水流作用在柱体上的拖曳力模式相同,即与波浪水质点的水平速度的平方和单位柱高垂直于波向的投影面积成正比。
不同的是波浪水质点作周期性的往复的振荡运动,水平速度是时正时负,因而对柱体的拖曳力也是时正时负;
2. 水平惯性力f I——水质点运动的水平加速度引起的对柱体的作用力。
claperon方程Claperon方程,又称Clapeyron方程,是热力学中的一种基本方程,用于描述物质相变时的平衡条件。
它是以法国物理学家Émile Clapeyron的名字命名的,于1834年首次由他提出。
Clapeyron方程为我们提供了分析物质相变的有力工具。
相变是物质由一种相转变为另一种相的过程,例如液体变成气体、固体变成液体等。
而相变的平衡条件可以用Clapeyron方程来描述。
Clapeyron方程的一般形式是:dP = ΔH / TΔV其中,dP表示相变过程中的压力变化,ΔH表示相变时的焓变化,T表示温度,ΔV表示相变时体积的变化。
利用Clapeyron方程,我们可以推导出一些有用的结果。
首先,当物质发生相变时,通过测量压力、温度、焓变来计算相变时的体积变化。
其次,通过求解Clapeyron方程,我们可以研究相变发生的条件。
例如,当压力和温度固定时,通过Clapeyron方程可以计算出相变所需的焓变。
反之,当焓变已知时,我们可以根据Clapeyron方程计算出相变发生的压力和温度。
Clapeyron方程在热力学领域中有广泛的应用。
例如,在气体物理中,我们可以利用该方程来计算气体的相变点。
在化学反应中,Clapeyron方程可以用于计算反应体积的变化。
此外,通过利用Clapeyron方程,我们可以推导出其他一些重要的热力学方程,如Clausius-Clapeyron方程等。
需要注意的是,Clapeyron方程的适用范围是在相变过程中保持温度和压力恒定的条件下。
当温度或压力有较大变化时,Clapeyron方程可能不再适用。
此外,Clapeyron方程还假设相变是在平衡状态下发生的,不考虑相变的动力学过程。
综上所述,Clapeyron方程是热力学中描述物质相变的重要工具。
它通过连接相变时的压力、温度、焓变和体积变化,帮助我们理解和研究相变的条件和性质。
在实际应用中,我们可以利用Clapeyron方程来解决各种与相变相关的问题,并推导出其他有用的热力学方程。
Morison方程
在研究近海固定式结构在波浪中的受力问题.近海结构的受力研究是海洋工程领域最为重要的专题,其中桩柱波浪力的研究是其结构受力研究的基础.对小构件,即构件直径与入射波的波长相比尺度较小的结构物,采用1950年Morison等提出的方法计算波浪力.Morison方程从根本上说是经验公式,以波浪质点速度、加速度和柱体直径为参数计算各水深处波浪力,然后沿柱长积分得到桩柱波浪力。
[1]
主要计算公式
莫里森等认为作用于柱体任意高度z处的水平波浪力f H包括两个分量:
1. 水平拖曳力f D——波浪水质点的水平速度u x引起的对柱体的作用力
其大小与单向定常水流作用在柱体上的拖曳力模式相同,即与波浪水质点的水平速度的平方和单位柱高垂直于波向的投影面积成正比。
不同的是波浪水质点作周期性的往复的振荡运动,水平速度是时正时负,因而对柱体的拖曳力也是时正时负;
2. 水平惯性力f I——水质点运动的水平加速度引起的对柱体的作用力。
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整理后:波浪荷载的计算理论波浪是发生在海洋表面的一种波动现象,其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅,发生波浪破碎现象,成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。
破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。
由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂,至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。
因此,开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究,就有着重要的理论意义和工程意义。
波浪荷载,也称波浪力,是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。
目前按绕射理论进行分析。
波浪对结构物的作用由四部分组成:水流粘性所引起的摩阻力(与水质点速度平方成正比);不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力(与波浪中水质点加速度成正比);结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。
包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。
在目前实际工作中,常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森(Mrison )方程分析波浪力。
波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。
波浪是一随机性运动,很难在数学上精确描述。
当结构构件(部件)的直径小于波长的20%时,波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程;大于波长的20%时,应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。
影响波浪荷载大小的因素很多,如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。
波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。
对一些特殊形状或特别重要的海洋工程结构,除了用上述的方法进行计算分析外,还应进行物理模型试验,以确定波浪力。
① 特征波法。
选用某一特征波作为单一的规则波,并以它的参数(有效波高、波浪周期、水深)和结构的有关尺寸代入莫里森方程或绕射理论的公式,求出作用在结构上的波浪力。
- 39 -第5期导管架海上湿拖运输中的结构强度分析王衍鑫,黄山田,梁学先,魏佳广,江锦(海洋石油工程股份有限公司安装事业部, 天津 300457)[摘 要] 本文提出了一种可用于分析导管架湿拖过程中导管架强度状态的方法。
湿拖是一种风险较高但非常经济的运输方式。
为了降低运输过程中的风险,应充分考虑所有可能影响导管架强度的因素。
为了实现导管架结构强度分析,进行了水动力分析和结构分析,以获得准确的波浪力和流力。
导管架特殊附件是重点分析部位,如防沉板、群桩套筒。
本文还提出了一种特殊分析方法用于分析此种湿拖运输方案。
[关键词] 导管架;湿拖运输;结构分析作者简介:王衍鑫(1983—),男,山东淄博人,硕士学位,中级职称,主要从事海洋工程结构安装设计工作。
1 简介作为一个典型的海上平台,导管架大量应用于大陆架附近海域的石油开发。
通常导管架在陆地码头建造,然后通过运输驳船运输至目标油田。
湿拖运输很少用于导管架从建造码头运输至目标油田。
但从经济角度看,湿拖方式不需要运输驳船,也不需要任何固定方式,对短距离导管架运输来讲,是一个很好的选择。
因此,本文提出来一种湿拖方法用于评估导管架湿拖过程中的强度情况。
以下几个关键问题决定了运输过程中是否安全:(1)导管架的大部分杆件浸没在海水中。
运输过程中发生损坏或出现问题难以观察到。
(2)导管架运输过程是一个不稳定状态,很难控制其运动,如仰角和偏航角。
(3)缺乏真实的导管架湿拖工程记录。
(4)导管架的许多附属部件,如防沉板就受到波浪载荷和绝大多数拖曳载荷的受力结构。
2 方法当导管架以一定速度湿拖时,控制导管架浮动位置的稳定性非常困难。
通常情况下,导管架水平平躺方式作为一种运输摆放方式,如图1。
对于导管架的这种布置形式,导管架的控制和操作变得容易。
如果导管架浮力不足以将其保持在一个合适的浮态位置,可以通过在导管架上绑扎浮筒的方法,用于保持导管架的倾斜和纵倾。
水动力分析需要获得每个构成部分载荷,特别是波浪载荷和惯性载荷。
CENTURY DYNAMICSAQWA Training Course 125LinearityNONNON-NONLINNONNAUTNON NON 2nd orderLIN LIN LIN DRIFT LinearisedLIN 2nd order LIN LIN LIN FER Linearised LIN 2nd order LIN LIN LIN LIBRIUM stability LinearisedNON 2nd order LIN LIN NON LIBRIUM eqm --2nd order LIN LIN LIN LINE Drag Mooring ForceDrift Force Froude-Krylov Diff / Radiation Hydro-StaticsAQWA介绍•AQW A全局坐标系:➢它是固定参考轴系(Fixed Reference Axes ):➢原点在静水线面上➢X方向:从船尾到船头➢Y方向:在船舶宽度方向上。
➢Z方向:船吃水高度方向NOTE:节点数最大15000,水下势表面单元最大8000•AQW A风浪流方向说明:➢在AQW A风浪流的方向指的是其传播方向➢风浪流方向角是指风浪流传播方向与x轴逆时针方向的夹角➢在AQW A中定义风浪流方向只需输入方向角度(度)即可•AQW A输入文件中风浪流方向编辑规则➢原点在静水线面上➢方向角度必须按照升序排列➢对于非对称结构可以输入-180至180度方向角➢对于关于x轴对称(symx)结构可以输入0至180度方向角➢对于同时关于x轴,y轴对称(symx和symy)结构可以输入0至90度方向角•AQW A相位角(phase angle)➢原点在静水线面上➢在AQW A中,相位角(Φin degrees) 与时间差分的关系:(dt= Φ*T/360, T 是波浪周期).➢负的相位角表明滞后于波浪行进方向•规则波浪类型➢AIRY线性波a = A cos (-ωt + kx) (ω: 频率radians/sec; k: 波数)AQW A LINE, LIBRIUM, FER, DRIFT, NAUT (可选)都会用到➢STOKES二阶波a = A cos (-ωt + kx) + 0.5 k A² cos2(-ωt + kx)一阶项二阶项AQW A NAUT 的缺省波浪类型•AQW A支持的随机波谱➢P-M spectrum➢JONSWAP spectrum➢User defined spectrum➢Gaussian spectrum for Cross SwellNOTE:随机波浪有以下两种形式:a.Long crested waves长峰波;b. Short crested waves短峰波, ie a spread sea (only for AQWA LIBRIUMand FER)AQW A支持的风载荷➢Uniform wind:均匀风➢Ochi and Shin wind spectrum:风随海平面力、能量是变化的。
136研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2022.12 (下)1 前言随着我国“双碳”目标的确立,对新型能源的研究愈发火热,风能作为可再生的绿色清洁能源越来越受到广泛的重视。
目前国内固定式风机装机容量趋近饱和,陆地、近海区域已无大面积风电资源,风电技术走向远海势在必行。
利用漂浮式基础平台搭配大型风机是目前远海风电的标准配置。
漂浮式基础平台对水深要求颇高,需要水深达到40~60m 方能达到其工作领域。
目前较为主流的漂浮式平台有驳船式、半潜式、Spar 式、TLP 式和混合式,它们各有优点和局限性,综合考虑经济、水深、施工、装配等特点,半潜式平台是目前较为成熟的工业选择。
当前对浮式平台的研究十分成熟。
Wayman 等以驳船和TLP 作为风机的浮式平台,在150m 水深条件下,考虑风机和平台间的耦合作用,在频域范围内计算了不规则波作用下的水深和风速对浮式平台运动响应的影响。
Chujo 等以小比例的Spar 模型平台在有水池的风洞中,试验了系泊点位置对模型运动响应的影响,以大比例模型试验了纵摇控制器对控制模型纵摇响应、系泊线对艏摇运动的影响。
靳扬等基于我国“南海挑战号”半潜式平台上开展的实测研究工作,对实测的海洋环境荷载作用下浮式结构运动特性开展了讨论并进行了实测波浪谱与JONSWAP 谱之间的关系。
综合现有的研究成果,本文选取OC4-DeepCwind 半潜式平台,利用水动力软件HydroStar 进行频域计算,计算浮式平台运动响应和频域上的一阶二阶波浪力,初步验证分析平台的水动力性能。
2 基本理论2.1 势流理论基本方程势流理论核心在于假定流场无旋有势,流场的速度基金项目:海上浮式风机基础平台的设计和优化(YZLYJFJH2021CX021)。
通讯作者:沈勇。
基于HydroStar 的OC4-DeepCwind浮式风机平台频域分析沈勇1,2,刘传艺1,潘伟宸1(1.中船澄西扬州船舶有限公司,江苏 扬州 225200;2.中船澄西船舶修造有限公司,江苏 江阴 214400)摘要:选取OC4-DeepCwind 平台,基于势流理论,建立质量模型,利用HydroStar 进行水动力学频域计算。
lindemann单原子反应机理
Lindemann机理是用于描述单原子反应机理的一个模型,特别适用于非平衡条件下的气相反应。
它是由Swedish scientist Harold Lindemann在1922年提出的。
Lindemann机理的核心思想是,对于单原子反应( 例如分解、转变等),其反应的速率常数k可以通过以下两个步骤来解释:
1. 碰撞步骤 Collision Step):在这一步骤中,反应物分子之间发生碰撞,形成活化复合物。
这个步骤是快速进行的,并且没有化学键的形成或断裂。
此步骤的速率常数通常用kc表示。
2. 分解步骤 Unimolecular Decomposition Step):在活化复合物生成后,它会从一个高能态转变为产物。
这个转变是通过分子内过程完成的,因此被称为分解步骤。
分解步骤的速率常数通常用ku表示。
Lindemann机理假设,在稀薄气相中,反应物的浓度较低,碰撞频率很低,因此碰撞步骤的速率常数kc非常小。
相比之下,活化复合物的分解步骤速率常数ku较大。
根据Lindemann机理,总的反应速率常数k可以通过以下公式近似计算:
k = kc * ku / (kc + ku)
这个公式意味着反应速率常数k依赖于碰撞步骤和分解步骤的速率常数之间的比值。
Lindemann机理是一种简化的模型,并不能在所有情况下完全描述单原子反应的机理。
在某些情况下,可能需要考虑其他复杂的因素,如活化能、热力学平衡等。
因此,在具体的实验或模拟研究中,需要根据具体情况评估Lindemann机理的适用性并结合其他理论或实验数据进行分析。