设计波法(Design Wave Method)是确定船舶或海洋结构物波浪载荷的一种常用工程方法,它基于规则波理论,通过选择具有代表性的波浪参数来计算结构可能承受的最大 波浪载荷。
在进行结构性能分析时,设计波参数的确定主要是根据结构物需要应对的极限海况来确定的,尽可能找到结构物在所处海域环境下生命周期中的最危险海况下的载荷情况。
设计波法的核心思想是:用规则波(正弦波)代替实际不规则海况,选择能够代表极端载荷条件的波浪参数,计算结构在这些设计波条件下的响应。
这是一种将实际波简化成规则波的方法,因此设计波的参数是规则波所需参数,包括浪向、频率/周期、波幅、波长,而他们之间存在一定的确定性关系,因此只需确定浪向、频率、波幅即可。
现行的设计波法有许多种,大致可以分为简单设计波法,谱能量转化法,确定性设计波法,随机性设计波法,设计波的谱分析法。
这次先介绍简单设计波法。
波长的选取可借鉴船体的最危险波长的选取原则。因此波长可取为二倍浮式平台长度。
由于波长与波频存在关系,由此波频可知。
波幅可根据船级社规范规定的波陡值及波陡波高关系确定波幅。
不同船级社的规范对波陡的计算方法不同, DNV规范中给出的波陡计算公式为:
最终得到全部的设计波参数。