[实用新型]一种减小海工结构水动力荷载和运动响应的装置

说明书

本实用新型提供一种减小海工结构水动力荷载和运动响应的装置，包括平台立柱、透空板和阻尼器，所述透空板铰接在平台立柱上，所述阻尼器一端与透空板连接，另一端与平台立柱连接，所述透空板布置在平台立柱的开敞水域侧，呈矩形排列，所述透空板伸出宽度为平台立柱尺寸宽度的1/3，本实用新型通过透空板可以将水质点的动能转换为湍动能，进而起到耗散波能的作用，而连接透空板的阻尼器可以吸收透空板的动能。总之该装置可以减小入射波浪能动能，减小作用在浮体上的波浪激振力，进而提高海洋平台生存能力。

技术领域

本实用新型涉及涉及海洋工程领域，尤其涉及一种减小海工结构水动力荷载和运动响应的装置。

背景技术

因煤、石油和天然气等化石能源的逐渐消耗，环境污染问题日益突出，海洋能源作为一种清洁的可再生能源，其开发和利用逐渐受到各国的重视。其中，海洋工程结构物为人类开发各类海洋资源提供了可靠的工作面，但其生存和运营常常面临着各种恶劣的海洋环境载荷，在影响结构物的生存和正常运营方面，波浪载荷占据了主要地位。海洋工程结构，如各类固定式、移动式海洋平台、海上风电机组、海上浮式结构、跨海桥梁等，其在静水面上下一定范围内都会受到波浪激振力的作用。各类海洋工程结构物的安全稳定和工作性能取决于它们在波浪激振力下的动力响应和运动响应。目前对于海洋工程结构物方面的研究集中于对结构动力和运动响应的研究，平台的疲劳破坏研究，立管涡激振动研究，锚泊系统响应分析研究等方面。

其中对于各类浮式海洋结构而言，在波浪激振力作用下结构的动力和运动响应是目前的研究重点。例如对于传统的半潜式平台，波浪激励的横荡和纵荡响应小，但是垂荡响应大，一种改善大幅垂荡响应的方法是降低平台重心，增加平台吃水，而这种方法将导致深吃水的柱状结构易引发涡激振动。如何在不增加吃水的情况下减小波浪激振力从而减小平台动力响应，这一课题具有重大的科研和工程意义。

将透空板用于减少波浪力最早始于对防波堤的研究，最简单的透空防波堤是邱大洪等^[1]提出的单一薄板式结构防波堤，王国玉等^[2]对开孔倾斜平板的消波效果进行研究，结果发现对于短周期的入射波浪，可衰减50％以上的波浪能量，唐琰林^[3]等对双层水平板型透空式防波堤消波性能进行研究，发现此型式防波堤有较佳的消波效果，且使波浪能量的损失程度较大，众多研究表明透空板对于波浪能量的耗散具有显著效果。

发明内容

本实用新型的目的是为了高海上平台的在常规海况下和极端海况下的生存能力而提供一种减小海工结构水动力荷载和运动响应的方法。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种减小海工结构水动力荷载和运动响应的装置，包括平台立柱、透空板和阻尼器，所述透空板铰接在平台立柱上，所述阻尼器一端与透空板连接，另一端与平台立柱连接。

本实用新型还包括这样一些特征：

1.所述透空板布置在平台立柱的开敞水域侧，呈矩形排列；

2.所述透空板伸出宽度为平台立柱尺寸宽度的1/3。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过透空板可以将水质点的动能转换为湍动能，进而起到耗散波能的作用，而连接透空板的阻尼器可以吸收透空板的动能。总之该装置可以减小入射波浪能动能，减小作用在浮体上的波浪激振力，进而提高海洋平台生存能力。

附图说明

图1是本实用新型的单元结构示意图；

图2是本实用新型的单元结构右视图；

图3是本实用新型的单元结构主视图；

图4是本实用新型的单元结构俯视图；

图5是本实用新型的实际工程应用示意图。