用于导管架平台频谱疲劳分析的基本波确定方法

摘要

本发明提供一种用于导管架平台频谱疲劳分析的基本波确定方法，包括步骤：1）获取海况资料；2）对海况资料进行处理；3）计算每个单方向下每一种海况所对应的波浪谱；4）得到每个单方向下每种海况的单一规则波波高及其波周期的概率分布；5）计算单一规则波的波浪数量；6）累加相同单一规则波波高及波周期的单一规则波的波浪数量，得到单一规则波波高、波周期及波浪数量的分布直方图；7）根据同一波周期下的所有单一规则波波高与波浪数量的对应关系，将单一规则波浪数量以百分比的形式表达，选择超过百分比，确定波周期下的基本波波高。本发明计算结果不受海洋波高与波浪力之间非线性关系的影响，保证了频谱疲劳分析计算的准确性。

主权项

一种用于导管架平台频谱疲劳分析的基本波确定方法，其特征在于，包括步骤：1)获取所述导管架平台所在海域的海况资料，所述海况资料包括所述海域一年中各个方向的有意义波高Hs与平均跨零周期Tz的联合概率分布；2)对所述步骤1)获得的海况资料进行处理，对每个单方向的有意义波高Hs、平均跨零周期Tz分别取中间值，获得m个离散的所述有意义波高Hs_r和n个离散的所述平均跨零周期Tz_q，其中‑1≤r≤m，1≤q≤n；每个所述有意义波高Hs_r和平均跨零周期Tz_q对应于一种海况，所述海况资料中每个单方向下每一种海况的有意义波高Hs_r与平均跨零周期Tz_q对应一个联合概率分布p_r,q；3)根据每个单方向下每一种海况的有意义波高Hs_r与平均跨零周期Tz_q计算所述每个单方向下每一种海况所对应的波浪谱S_ηη(f)_r,q，f为波浪频率，0<f<∞；4)对单一规则波波高H及其波周期T分别进行等间隔划分，根据计算精度选取单一规则波波高H的波高间隔ΔH和波周期T的周期间隔ΔT，i＝H_max/ΔH，j＝T_max/ΔT，其中，H_max和T_max分别为所述导管架平台所在海域的百年一遇最大波高和最大波周期；根据所述步骤1)中获取的所述导管架平台所在海域的海况资料、所述步骤2)中测得的所述海况资料中每个单方向下每一种海况下的有意义波高Hs_r与平均跨零周期Tz_q对应的联合概率分布p_r,q、所述步骤3)获得的波浪谱S_ηη(f)_r,q，利用longuet‑Higgins单一规则波波高和波周期联合概率分布理论得到每个单方向下每一种海况的单一规则波波高H及其波周期T的概率分布P(H,T)_r,q，其中1≤r≤m,1≤q≤n，P(H,T)_r,q均为i×j的矩阵；5)计算每个单方向下每一种海况在一年内的波浪数量(N_t)_r,q，与所述步骤4)结合得到每个单方向下每一种海况在一年内单一规则波的波浪数量(N_t)_r,q×P(H,T)_r,q；6)累加每个单方向下每一种海况在一年内相同单一规则波波高H_u及相同波周期T_v的单一规则波的波浪数量其中1≤u≤i，1≤v≤j，进而得到每个单方向下每一种海况在一年内的单一规则波波高、波周期及波浪数量的分布直方图；7)根据所述步骤6)得到的每个单方向下每一种海况在一年内的单一规则波波高、波 周期及波浪数量的分布直方图，得到同一波周期T_v下的所有单一规则波波高与波浪数量的对应关系，进而得到该所述波周期T_v下的相同波周期单一规则波波浪总数；选择超过百分比，从数值最高的单一规则波波高开始，由高向低逐次对该波周期T_v下单一规则波波高对应的波浪数量进行累加从而得到不同的波浪数量累加值，当累加到单一规则波波高时所述波浪数量累加值与所述相同波周期单一规则波波浪总数的比值与所述超过百分比相同，即可确定单一规则波波高即为该波周期T_v下的基本波波高。