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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭正裕
研究生(外文):Zheng-Yu Zheng
論文名稱:水下繫留系統之動態反應—分析與視覺化
論文名稱(外文):Response of undersea mooring system— analysis and visualization
指導教授:呂秋水
指導教授(外文):Chiou Shui Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:關節式塔柱纜索動力分析視覺化OpenGL
外文關鍵詞:articulated towercabledynamic analysisvisualizationOpenGL
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本文提出關節式塔柱及水下纜索,在海洋中受波浪及潮流的三維運動行為分析。繫留系統的運動方程式,採用Kan所提出的方法進行推導,波浪及潮流的外力,採用修正的Morision方程式進行計算,並經由案例的分析了解系統與流體間的相互關係。最後,利用電腦繪圖程式(OpenGL),將分析資料視覺化,以了解繫留系統在海上的反應及運動行為。
This thesis is concerned with the problem of predicting the motion of an articulated tower and cable subjected to noncollinear wave and current. Considering the structure as a spherical pendulum, Lagrange’s form of D’Alembert principle is employed to develop an analysis procedure. In this approach, dynamic fluid loadings varying along the entire length of the structure are integrated numerically and transformed into the genertlized active forces. Runge-Kutta method is used to solve these nonlinear differential equation. Both the transient and the steady state responses are presented in this thesis.
目 錄

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
符號表 IX

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究內容 3
第二章 剛體運動之分析模式 5
2.1 運動自由度描述 5
2.2 個體之角速度及角加速度 8
2.3 個體質心之速度及加速度 10
第三章 系統承受之外力 14
3.1 波浪的模擬 14
3.2 海流的模擬 17
3.2.1 風引起的風驅流 17
3.2.2 潮汐引起的潮流 18
3.3 水中桿件之作用力 18
3.3.1 桿件單位長度的作用力 18
3.3.2 桿件質心的集中力及力矩 20
第四章 運動方程式之組建 22
4.1 運動方程式 22
4.2 數值方法 26
第五章 運動行為之視覺化 28
5.1 繪圖軟體與程式之現況 28
5.2 繪圖程式之適用性 29
5.3 OpenGL簡介 29
第六章 應用與分析 33
6.1 擺的分析 33
6.1.1 三維單擺分析 33
6.1.2 自由擺動的纜索分析 40
6.2 關節式塔柱分析 42
6.2.1 單塔柱分析 42
6.2.2 雙塔柱分析 54
6.3底端錨錠的纜索分析 57
6.3.1 海流分析 57
6.3.2 波浪及海流分析 59
6.4 頂端錨錠的纜索分析 61
6.4.1 海流分析 61
6.4.2 波浪及海流分析 63
6.5 頂端錨錠的多浮體纜索分析 65
6.5.1 海流分析 65
6.5.2 波浪及海流分析 67
6.6 塔柱繫留系統之分析 69
6.6.1 海流分析 69
6.6.2 波浪及海流分析 71
第七章 結論 77

參考文獻 79
附錄 82
參考文獻
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