波浪荷载

力学术语

波浪荷载，通常也称为波浪力，是波浪对海洋中的结构物所产生的作用。波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一种随机性运动，很难在数学上精确描述。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。

定义

海洋工程结构在海洋风浪流环境下地受载，总称为波浪载荷。

波浪载荷包括：

直接作用于海洋工程结构上的水动压力；

海洋工程结构在风浪流中运动产生加速度导致的惯性力；

海洋工程结构发生总体和局部的动态应力（应变），从而使结构受剖内部构成所谓在和效应的弯矩（剪力）和扭矩。

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。

细分

动态载荷

由于海洋环境的风浪是动态的，是随时随地变化着的，海洋工程结构的受载也是随着风浪流的变动而变化的。

海洋工程结构遭遇风浪的不同严重程度，可以产生稳态波浪载荷和瞬态波浪载荷两类。

海洋工程结构总体受载与局部受载的组合

海洋工程结构有局部组成总体，海洋工程结构在海浪中既遭受局部的波浪水动力载荷，又同时受着总体的载荷效应——弯矩和扭矩等。这句不和总体受载是同时存在的，且是动态叠加的。

研究方法

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。

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。此法简便易行，在海洋工程设计广泛应用。

谱分析法

利用海浪谱进行波浪荷载计算、结构疲劳和动力响应分析的一种方法。把波浪作为随机性的、由许多不同波高和波周期的规则波线性迭加而成的不规则波，用概率论和数理统计的方法收集、分析处理波浪观测数据，由于它能较精确地反映波浪的能量分布规律，所以是一种比较理想的方法。海洋工程结构设计中常用的有P-M和联合(JONSWAP)谱。

谱分析法中,波力谱(输出谱)Sff(ω)和海浪谱Sηη(ω)（输入谱）呈下述关系

Sff(ω)=喣Tff(ω)喣2Sηη(ω)

式中Tff(ω)为频率响应函数;ω为波浪频率。波力谱确定后，可求出波浪力分布函数中的统计特征值，进而得到某一累积概率的波浪力。

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