多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法

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多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法
申请号	CN202311500509.8	申请日	2023-11-13	公开(公告)号	CN117236229A	公开(公告)日	2023-12-15
申请人	浙江大学;			发明人	刘航飞; 刘鹰;
摘要	本发明提供一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，包括：计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力；计算作用于浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力；计算作用于浮式渔场平台的系泊系统的拉力；根据第一波浪力、第二波浪力和拉力构建运动控制方程；根据运动控制方程预测浮式渔场平台的系泊力和运动幅值。通过将势流理论计算第一波浪力结合莫里森方程计算第二波浪力和拉力，以得到作用于浮式渔场平台的总力，利用运动控制方程求解浮式渔场平台的运动，即保证了数值模拟结果的准确性，又提高了计算效率。
权利要求	1.一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，包括：计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，所述组合结构包括浮筒和立柱；计算作用于所述浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力；计算作用于所述浮式渔场平台的系泊系统的拉力；根据所述第一波浪力、所述第二波浪力和所述拉力构建运动控制方程；根据所述运动控制方程预测所述浮式渔场平台的系泊力和运动幅值。 2.根据权利要求1所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，包括：根据第一控制方程和环境边界条件计算空间项速度势函数，所述第一控制方程为拉普拉斯方程；根据所述空间项速度势函数计算波浪动压力分布；根据所述波浪动压力分布沿所述组合结构的表面积分得到所述第一波浪力。 3.根据权利要求1或2所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述计算作用于所述浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力，包括：采用莫里森公式计算作用于所述网衣结构的所述第二波浪力，按照以下公式计算：；其中，为所述第二波浪力，为流体密度，为阻力系数，为惯性力系数，为特征直径，为流体水质点速度，为所述网衣结构的杆件速度，为流体水质点加速度，为网衣结构的杆件加速度，为所述杆件的横截面积。 4.根据权利要求1所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述计算作用于所述浮式渔场平台的系泊系统的拉力，包括：所述系泊系统包括系泊绳；若所述系泊系统为线弹性系统，所述拉力按照以下方式计算：；其中，为所述拉力，为系泊刚度，为所述系泊绳的未拉伸长度，为所述系泊绳拉伸后的长度。 5.根据权利要求4所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，若所述系泊系统为非线性悬链线系泊系统，根据第二控制方程和所述系泊绳两端的边界条件计算所述拉力。 6.根据权利要求5所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述第二控制方程，按照以下方式计算：；其中，为单位长度的结构质量，为单位长度的均布弯矩载荷，为系泊绳单元的第一个节点位置向量，为所述系泊绳单元的长度，为单位长度的所述系泊绳单元的重量，为单位长度的所述系泊绳单元的水动力载荷向量，为所述系泊绳单元第一个节点的缆绳张力，为所述系泊绳单元第一个节点的弯矩向量，为所述系泊绳单元第一个节点的剪切力向量，为第t时刻。 7.根据权利要求1所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述根据所述第一波浪力、所述第二波浪力和所述拉力构建运动控制方程，包括：根据所述第一波浪力计算一阶波浪激励力和二阶波浪激励力；所述一阶波浪激励力、所述二阶波浪激励力、所述第二波浪力、所述拉力结合所述浮式渔场平台的位移变量、速度变量和加速度变量得到第三控制方程；在所述第三控制方程中引入加速度脉冲函数矩阵，得到所述运动控制方程。 8.根据权利要求1或7所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述运动控制方程，按照以下公式计算：；其中，为第t时刻作用于所述浮式渔场平台的总力，为所述浮式渔场平台质量和附加质量的总和，为整体运动的加速度，为渔场平台质量矩阵，为流体附加质量，为第t时刻位移的二阶导数，为外部作用力，为所述第t时刻位移的一阶导数，为第t时刻位移，为加速度脉冲函数矩阵，为阻尼矩阵，为总刚度矩阵。 9.根据权利要求1所述的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，其特征在于，所述根据所述运动控制方程预测所述浮式渔场平台的系泊力和运动幅值，包括：根据所述运动控制方程求解所述浮式渔场平台在第t时刻的加速度；根据所述第t时刻的加速度预测所述浮式渔场平台在第t+dt时刻的计算速度和计算位移；根据所述计算速度、所述计算位移和所述运动控制方程计算所述第t+dt时刻作用于所述浮式渔场平台的总力；根据所述第t+1时刻作用于所述浮式渔场平台的总力得到所述第t+dt时刻的加速度；根据所述第t+dt时刻的加速度采用泰勒展开求解，预测出所述浮式渔场平台在所述第t+dt时刻的速度和位移。
说明书全文	多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法技术领域 [0001] 本发明涉及浮式渔场平台动力分析技术领域，具体而言，尤其涉及一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法。背景技术 [0002] 多尺度大型浮式渔场平台是一种整体尺度大、局部尺寸小的复杂结构，其中，整体指立柱和浮筒构成的组合结构，局部指柔性网衣。不同于仅有刚性主体框架的传统海上石油平台，也不同于上部为浮管和水下为网衣的传统重力式网箱，多尺度大型浮式渔场平台结构的特殊性促使波浪作用下浮式渔场平台的水动力特性表现极为复杂。 [0003] 若采用单一的势流理论来计算作用于养殖平台上的波浪力，则无法准确评估作用于网衣上的流体荷载；而如果采用单一的莫里森方程来计算作用于网衣上的流体荷载，则无法准确评估作用于主体框架上的波浪绕射力。此外，直接采用流体动力学方法（CFD方法）对真实网线结构进行数值模拟，则会造成计算域网格数量过亿而无法计算，计算效率严重下降。 [0004] 现有计算重力式网箱动力响应的数值方法主要是集中质量法和有限单元法，现有技术将小尺度柔性多孔透水网衣离散为细杆单元，采用莫里森方程将波浪力施加在离散单元上，结合牛顿第二定律可以计算出网箱的运动、变形和系泊力。现有技术方法虽然解决了网衣荷载计算和变形，但却无法准确计算作用于大尺度刚性结构上的波浪力。 [0005] 有鉴于此，本发明提供一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法。发明内容 [0006] 根据上述提出不足，而提供一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法。本发明主要利用莫里森方程和辐射绕射理论相结合对浮式渔场平台系统在波浪作用下的动力响应进行求解，包括：忽略水体粘性对大尺度结构物的影响，大尺度结构物指立柱和浮筒构成的组合结构，入射波浪经过浮式渔场平台会发生绕射，浮式渔场平台运动对波浪产生辐射，考虑作用于浮式渔场平台的入射波浪力、辐射波浪力和绕射波浪力，有助于提高计算作用于大尺度结构上的波浪力的准确性。由于水体的粘性力对细小结构有很大影响，细小结构指网衣结构和系泊绳，因此采用莫里森方程计算作用于网衣结构和系泊绳上的波浪力，忽略波浪的辐射力和绕射力。结合流体域内、波面条件、水底条件、结构物表面条件和无穷远处辐射条件离散浮式渔场平台系统，利用边界元的方法布置源项点构造格林函数求解流体势函数，基于牛顿第二定律并采用预估‑校正法求解整个浮式渔场平台结构的运动幅值和系泊力，最终构建波浪作用下浮式渔场平台动力响应数值计算方法，实现多尺度大型浮式渔场平台动力响应的准确计算，为深远海养殖装备的设计和优化提供理论支持。 [0007] 本发明采用的技术手段如下：本发明提供一种多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，包括：计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，所述组合结构包括浮筒和立柱；计算作用于所述浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力；计算作用于所述浮式渔场平台的系泊系统的拉力；根据所述第一波浪力、所述第二波浪力和所述拉力构建运动控制方程；根据所述运动控制方程预测所述浮式渔场平台的系泊力和运动幅值。 [0008] 进一步地，所述计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，包括：根据第一控制方程和环境边界条件计算空间项速度势函数，所述第一控制方程为拉普拉斯方程；根据所述空间项速度势函数计算波浪动压力分布；根据所述波浪动压力分布沿所述组合结构的表面积分得到所述第一波浪力。 [0009] 进一步地，所述计算作用于所述浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力，包括：采用莫里森公式计算作用于所述网衣结构的所述第二波浪力，按照以下公式计算：； [0010] 其中，为所述第二波浪力，为流体密度，为阻力系数，为惯性力系数，为特征直径，为流体水质点速度，为所述网衣结构的杆件速度，为流体水质点加速度，为网衣结构的杆件加速度，为所述杆件的横截面积。 [0011] 进一步地，所述计算作用于所述浮式渔场平台的系泊系统的拉力，包括：所述系泊系统包括系泊绳；若所述系泊系统为线弹性系统，所述拉力按照以下方式计算：； [0012] 其中，为所述拉力，为系泊刚度，为所述系泊绳的未拉伸长度，为所述系泊绳拉伸后的长度。 [0013] 进一步地，若所述系泊系统为非线性悬链线系泊系统，根据第二控制方程和所述系泊绳两端的边界条件计算所述拉力。 [0014] 进一步地，所述第二控制方程，按照以下方式计算：； [0015] 其中，为单位长度的结构质量，为单位长度的均布弯矩载荷，为系泊绳单元的第一个节点位置向量，为所述系泊绳单元的长度，为单位长度的所述系泊绳单元的重量，为单位长度的所述系泊绳单元的水动力载荷向量，为所述系泊绳单元第一个节点的缆绳张力，为所述系泊绳单元第一个节点的弯矩向量，为所述系泊绳单元第一个节点的剪切力向量，为第t时刻。 [0016] 进一步地，所述根据所述第一波浪力、所述第二波浪力和所述拉力构建运动控制方程，包括：根据所述第一波浪力计算一阶波浪激励力和二阶波浪激励力；所述一阶波浪激励力、所述二阶波浪激励力、所述第二波浪力、所述拉力结合所述浮式渔场平台的位移变量、速度变量和加速度变量得到第三控制方程；在所述第三控制方程中引入加速度脉冲函数矩阵，得到所述运动控制方程。 [0017] 进一步地，所述运动控制方程，按照以下公式计算：； [0018] 其中，为第t时刻作用于所述浮式渔场平台的总力，为所述浮式渔场平台质量和附加质量的总和，为整体运动的加速度，为渔场平台质量矩阵，为流体附加质量，为第t时刻位移的二阶导数，为外部作用力，为所述第t时刻位移的一阶导数，为第t时刻位移，为加速度脉冲函数矩阵，为阻尼矩阵，为总刚度矩阵。 [0019] 进一步地，所述根据所述运动控制方程预测所述浮式渔场平台的系泊力和运动幅值，包括：根据所述运动控制方程求解所述浮式渔场平台在第t时刻的加速度；根据所述第t时刻的加速度预测所述浮式渔场平台在第t+dt时刻的计算速度和计算位移；根据所述计算速度、所述计算位移和所述运动控制方程计算所述第t+dt时刻作用于所述浮式渔场平台的总力；根据所述第t+1时刻作用于所述浮式渔场平台的总力得到所述第t+dt时刻的加速度；根据所述第t+dt时刻的加速度采用泰勒展开求解，预测出所述浮式渔场平台在所述第t+dt时刻的速度和位移。 [0020] 较现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法，包括计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，组合结构包括浮筒和立柱；计算作用于浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力；计算作用于浮式渔场平台的系泊系统的拉力；根据第一波浪力、第二波浪力和拉力构建运动控制方程；根据运动控制方程预测浮式渔场平台的速度和位移。通过将势流理论计算第一波浪力结合莫里森方程计算第二波浪力和拉力，以得到作用于浮式渔场平台的总力，利用运动控制方程求解浮式渔场平台的运动，即保证了数值模拟结果的准确性，又提高了计算效率，节省了大量人力、物力、财力和时间，为推动海水养殖由近岸向深远海转移，充分利用深海的优良水质，促进渔业的健康和可持续发展，提供了强有力的技术支持，极具创新性。附图说明 [0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0022] 图1为本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法的一种流程示意图。 [0023] 图2为浮式渔场平台的一种结构示意图。 [0024] 图3为浮式渔场平台布置的一种示意图。 [0025] 图4为浮式渔场平台的另一种结构示意图。 [0026] 图5为本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法一种验证数据图。 [0027] 图中：1、网衣结构；2、组合结构；3、系泊系统。具体实施方式 [0028] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0029] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0030] 结合图1，和图2，图1为本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法的一种流程示意图，图2为浮式渔场平台的一种结构示意图，来说明本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法的一种具体的实施例，包括：S1：计算作用于浮式渔场平台的组合结构2的第一波浪力，组合结构2包括浮筒和立柱； S2：计算作用于浮式渔场平台的网衣结构1的第二波浪力； S3：计算作用于浮式渔场平台的系泊系统3的拉力； S4：根据第一波浪力、第二波浪力和拉力构建运动控制方程； S5：根据运动控制方程预测浮式渔场平台的系泊力和运动幅值。 [0031] 可以理解的是，通过将势流理论计算第一波浪力结合莫里森方程计算第二波浪力和拉力，以得到作用于浮式渔场平台的总力，利用运动控制方程求解浮式渔场平台的运动，即保证了数值模拟结果的准确性，又提高了计算效率，节省了大量人力、物力、财力和时间，为推动海水养殖由近岸向深远海转移，充分利用深海的优良水质，促进渔业的健康和可持续发展，提供了强有力的技术支持，极具创新性。 [0032] 在一些可选的实施中，参照图3，图3为浮式渔场平台布置的一种示意图，计算作用于浮式渔场平台的组合结构的第一波浪力，包括：根据第一控制方程和环境边界条件计算空间项速度势函数，第一控制方程为拉普拉斯方程；根据空间项速度势函数计算波浪动压力分布；根据波浪动压力分布沿组合结构的表面积分得到第一波浪力。 [0033] 可以理解的是，为了求得波浪势函数，将势函数的时间项和空间项分离，然后结合边界条件可以求得空间项速度势函数，其中，第一控制方程，按照以下方式计算：； [0034] 其中，为总的速度势函数，为笛卡尔空间坐标沿水流方向，为笛卡尔空间坐标垂直于水流方向，为为笛卡尔空间坐标沿水深方向。 [0035] 在图3所示的布置条件下，得到的环境边界条件，包括：自由面条件，如下：； [0036] 其中，为波浪圆频率。 [0037] 物面条件，如下：； [0038] 其中，为沿物面法向方向，为虚量，为方向单位向量。 [0039] 水底条件，如下：； [0040] 无穷远处条件，如下：； [0041] 其中，为极坐标半径，为波数。 [0042] 根据第一控制方程和环境边界条件计算空间项速度势函数，具体为：求解势函数的关键在于找到一个满足边界条件的格林函数，满足上述环境边界条件的格林函数，按照以下方式计算：； [0043] 其中，为格林函数，为布置在组合结构湿表面的源项，为空间坐标，和的向量表示，为一个源项的位置向量，为波浪圆频率。 [0044] 布置在组合结构湿表面的源项，按照以下方式计算：； [0045] 因此，求解格林函数，按照以下方式计算：； [0046] 其中，，，，，，为水深。 [0047] 波浪绕射势和辐射势可以采用第二类Fredholm积分方程进行表示：； [0048] ； [0049] 其中，为物体表面，为空间区域。 [0050] 通过在组合结构湿表面上布置源项可以进一步求得流体势函数，按照以下方式计算：； [0051] 其中，为一个源项位置的函数。 [0052] 结合环境边界条件，组合结构湿表面上的源项强度，按照以下公式计算：； [0053] 其中，为关于空间，和的法向量。 [0054] 进一步地，采用三角形或四边形对浮筒和立柱进行网格剖分，离散化积分形式按照以下公式计算：； [0055] ； [0056] 其中，为平均湿表面的网格总数量，为第m个单元的面积，为第m个单元几何中心的坐标，为第k个单元几何中心的坐标，和分别为第k和第m个单元的函数值，为格林函数。 [0057] 空间项速度势函数，按照以下方式计算：； [0058] 其中，为入射波的波幅，为波浪圆频率，为入射势，为绕射势，为组合结构在j方向运动产生的辐射势。 [0059] 通过格林函数能够求解出，根据空间项速度势函数和伯努利方程计算波浪动压力分布，按照以下方式计算： [0060] ； [0061] 其中，为压力，为密度，为时间。 [0062] 根据波浪动压力分布沿组合结构的表面积分得到第一波浪力，包括：沿组合结构物表面积分求得作用于组合结构上的第一波浪力，按照以下方式计算：； [0063] 其中，为方向的力。 [0064] 计算第一波浪力，包括：分离时间项计算空间坐标各个方向总的结构受力，按照以下方式计算：； [0065] ； [0066] ； [0067] ； [0068] 其中，为波浪入射引起的弗汝德一克雷洛夫力，为波浪入射引起的绕射力，为波浪入射引起的辐射力，为辐射势，为方向自由度，为入射势，为绕射势，为方向向量。 [0069] 具体的，辐射势通过求解实部和虚部得到附加质量系数和阻尼系数进行计算，如下：； [0070] ； [0071] ； [0072] 其中，为一个复数的实部，为一个复数的虚部，为附加质量系数，为阻尼系数。 [0073] 在一些可选的实施例中，计算作用于浮式渔场平台的网衣结构的第二波浪力，包括：采用莫里森公式计算作用于网衣结构的第二波浪力，按照以下公式计算：； [0074] 其中，为第二波浪力，为流体密度，为阻力系数，为惯性力系数，为特征直径，为流体水质点速度，为网衣结构的杆件速度，为流体水质点加速度，为网衣结构的杆件加速度，为杆件的横截面积。 [0075] 在一些可选的实施例中，计算作用于浮式渔场平台的系泊系统的拉力，包括：系泊系统包括系泊绳；若系泊系统为线弹性系统，拉力按照以下方式计算：； [0076] 其中，为拉力，为系泊刚度，为未拉伸前系泊绳的总长度，为系泊绳拉伸后的长度。 [0077] 在一些可选的实施例中，继续参照图3和图4，图4为浮式渔场平台的另一种结构示意图，若系泊系统为非线性悬链线系泊系统，根据第二控制方程和系泊绳两端的边界条件计算拉力。 [0078] 可以理解的是，在图3所示状态下，系泊绳两端的边界条件，如下：； [0079] ； [0080] ； [0081] ； [0082] 其中，为系泊缆底端的向量，为系泊缆顶端的向量，和分别为系泊绳两端点，为系泊缆单元长度方向，为未拉伸前系泊缆的总长度。 [0083] 第二控制方程，按照以下方式计算：； [0084] 其中，为单位长度的结构质量，为单位长度的均布弯矩载荷，为系泊绳单元的第一个节点位置向量，为系泊绳单元的长度，为单位长度的系泊绳单元的重量，为单位长度的系泊绳单元的水动力载荷向量，为系泊绳单元第一个节点的缆绳张力，为系泊绳单元第一个节点的弯矩向量，为系泊绳单元第一个节点的剪切力向量，为第t时刻。 [0085] 根据第二控制方程和系泊绳两端的边界条件计算系泊系统的弯矩和张力，按照以下公式计算：； [0086] ； [0087] 其中，为抗弯刚度，为轴向刚度，为系泊绳单元的轴向应变，为弯矩，为张力。 [0088] 进一步地，采用集中质量法对非线性系泊系统进行离散，按照以下公式计算：； [0089] ； [0090] ； [0091] 其中，为单元节点弯矩。 [0092] 当均布弯矩载荷为零时，则可离散为下式：； [0093] ； [0094] ； [0095] ； [0096] 其中，为节点的张力，为节点的拉力。 [0097] 在一些可选的实施例中，根据第一波浪力、第二波浪力和拉力构建运动控制方程，包括：根据第一波浪力计算一阶波浪激励力和二阶波浪激励力；一阶波浪激励力、二阶波浪激励力、第二波浪力、拉力结合浮式渔场平台的位移变量、速度变量和加速度变量得到第三控制方程；在第三控制方程中引入加速度脉冲函数矩阵，得到运动控制方程。 [0098] 运动控制方程，按照以下公式计算：； [0099] 其中，为第t时刻作用于所述浮式渔场平台的总力，为所述浮式渔场平台质量和附加质量的总和，为整体运动的加速度，为渔场平台质量矩阵，为流体附加质量，为第t时刻位移的二阶导数，为外部作用力，为第t时刻位移的一阶导数，为第t时刻位移，为加速度脉冲函数矩阵，为阻尼矩阵，为总刚度矩阵。 [0100] 可以理解的是，第三控制方程，按照以下公式计算：； [0101] 其中，是速度脉冲函数矩阵，为一阶波浪激励力，为二阶波浪激励力，为第二波浪力，为拉力。 [0102] 一阶波浪激励力和二阶波浪激励力可以通过脉冲响应函数与波面高度的卷积求得，一阶波浪激励力，按照以下方式计算：； [0103] 其中，为一阶波浪激励力，为对应一阶脉冲响应函数，为波面高度。 [0104] 二阶波浪激励力，按照以下方式计算：； [0105] 其中，为二阶波浪激励力，为对应二阶脉冲响应函数，和分别为参数和对应的波面高度。 [0106] 在第三控制方程中使用加速度脉冲函数矩阵，按照以下方式计算：； [0107] ； [0108] 其中，为附加质量矩阵，为阻尼矩阵，为无限频率对应的附加质量矩阵。 [0109] 结合牛顿第二定律，经过整理后最终的运动控制方程。 [0110] 在一些可选的实施例中，根据运动控制方程预测浮式渔场平台的系泊力和运动幅值，包括：根据运动控制方程求解浮式渔场平台在第t时刻的加速度；根据第t时刻的加速度预测浮式渔场平台在第t+dt时刻的计算速度和计算位移；根据计算速度、计算位移和运动控制方程计算第t+dt时刻作用于浮式渔场平台的总力；根据第t+1时刻作用于浮式渔场平台的总力得到第t+dt时刻的加速度；根据第t+dt时刻的加速度采用泰勒展开求解，预测出浮式渔场平台在第t+dt时刻的速度和位移。 [0111] 可以理解的是，为了通过对加速度进行积分来获得浮式渔场平台的速度和位移，采用预估‑校正两步法来进行数值求解。 [0112] 预估阶段，包括：运动控制方程得到作用于浮式渔场平台的总力，总力是首先总力是时间、位置和速度的函数，按照以下公式进行表达：； [0113] 其中，为第t时刻对应总的波浪力，t为时间，为第t时刻对应的位置，为第t时刻对应的速度。 [0114] 求解加速度，通过加速度可以进一步预测速度和位移，按照以下方式计算：； [0115] ； [0116] 其中，为第时刻的预测速度，为第时刻对应的加速度，为第时刻的预测位置。 [0117] 校正阶段，包括：通过上一步预测得到的位移和速度，可以进一步预测时的总力，按照以下方式计算： [0118] ； [0119] 其中，为第时刻的预测总力。 [0120] 求得加速度时间步上的加速度，则校正后的速度和位移可以通过泰勒展开求解，按照以下方式计算： [0121] ； [0122] ； [0123] 其中，为第时刻的校正速度，为第时刻的校正位置，为第时刻的预测速度。 [0124] 在一些可选的实施例中，参照图5，图5为本发明提供的多尺度大型浮式渔场平台动力响应数值计算方法一种验证数据图。对比数值计算和试验结果可知，锚绳力平均相对误差为12.3%，升沉运动平均相对误差为4.5%，纵摇运动平均相对误差为12.6%，验证了数值计算方法的准确性和可行性。通过数值计算可以准确预测多尺度大型浮式渔场平台的系泊力和运动响应，为实际水产养殖装备的设计和优化提供支撑，节省了大量人力、物力、财力和时间，具有实际工程意义。 [0125] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 [0126] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。 [0127] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。