【摘要】：將來的能源獲取將主要集中在海洋中。浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置(Floating Production Storage and Offloading Unit,簡稱FPSO)作為海上油氣生產(chǎn)處理、儲(chǔ)運(yùn)的主流設(shè)施,由于其不具有自航能力,從港口到作業(yè)海域需要由大功率拖輪拖帶完成。在FPSO拖航的過程中,往往會(huì)因?yàn)槭艿斤L(fēng)、浪、流等環(huán)境因素的影響,而出現(xiàn)偏航、偏蕩等危及拖航安全的情況,但是船員往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采取應(yīng)對措施,缺少一定的理論依據(jù)。所以本文采用水動(dòng)力分析軟件AQWA對FPSO拖航運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,探究風(fēng)、浪、流、拖航速度對FPSO拖航的影響。首先,運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS中的Design Modeler建立FPSO與拖輪的水動(dòng)力模型,并采用AQWA中默認(rèn)的網(wǎng)格劃分方式對水動(dòng)力模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,通過非線性懸鏈線連接FPSO與拖輪的水動(dòng)力模型,組成用于時(shí)域仿真的FPSO拖航系統(tǒng)水動(dòng)力模型。然后,綜合考慮風(fēng)、流載荷的的作用,應(yīng)用基于三維勢流理論和格林函數(shù)法的AQWA軟件對FPSO拖航系統(tǒng)水動(dòng)力模型在不同風(fēng)、流、初始拖航速度等情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行時(shí)域仿真實(shí)驗(yàn)。最后,重點(diǎn)分析纜繩所受張力歷時(shí)曲線圖、FPSO縱向航速、FPSO偏航距離、FPSO航向變化等因海況不同而產(chǎn)生的變化,并提出拖航系統(tǒng)遇到偏蕩、偏航等情況時(shí)的避險(xiǎn)操作方法。本文的仿真實(shí)驗(yàn)在一定程度上能夠準(zhǔn)確的反映30萬噸級FPSO拖航時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相對于其他方向的風(fēng)、流,頂風(fēng)和順流更加有利于抑制FPSO拖航系統(tǒng)的偏蕩與偏航,結(jié)合《海上拖航指南》中的要求,建議該FPSO拖航系統(tǒng)初始拖航速度為2.5m/s。本文得出的結(jié)論能夠?yàn)镕PSO拖航時(shí)相關(guān)運(yùn)動(dòng)特性的研究提供借鑒,對在海上FPSO拖航的遇險(xiǎn)時(shí)的實(shí)際操作提供理論參考。
【圖文】：

第３章拖航系統(tǒng)建模逡逑．２拖航運(yùn)動(dòng)時(shí)域計(jì)算理論逡逑２．１拖航坐標(biāo)系逡逑在研宄拖航系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性能時(shí)，采用兩個(gè)坐標(biāo)系：固定坐標(biāo)系ＯｃＸｏＹｏ和運(yùn)逡逑坐標(biāo)系Ｇｍｙｉ邋（ｉ＝ｌ，２分別表不拖船和被拖船）。船舶重心為運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系原點(diǎn)，，逡逑表示航向角，ｈ表示漂角，七表示拖帶角，Ｖｉ為航速，ｘｐｉ為拖點(diǎn)到船舶中心逡逑距離［５＜）］。逡逑邐－

且ＦＰＳＯ壓載時(shí)吃水為１２ｍ，所以將模型沿Ｚ軸負(fù)方向移動(dòng)１２ｍ再將逡逑模型沿ＸＯＹ平面切割，最后將切割完的兩個(gè)新模型合成一個(gè)整體，以便接下來逡逑仿真實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。ＦＰＳＯ模型圖如圖３．４所示。逡逑Ｉ逡逑Ｌ＇逡逑圖３．４邋ＦＰＳＯ水動(dòng)力模型逡逑Ｆｉｇ．３．４邋Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＦＰＳＯ逡逑同理可得到拖船水動(dòng)力模型圖３．５。逡逑２３逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U675.93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2699812