【摘要】：隨著深海石油天然氣的開發(fā),傳統(tǒng)海洋平臺(tái)因?yàn)樵靸r(jià)和自重的原因,已不再適應(yīng)深海采油的要求,諸多浮動(dòng)式平臺(tái)已逐漸取而代之,如半潛式平臺(tái)。由于深海復(fù)雜環(huán)境,平臺(tái)安全性深受其危害。波浪在平臺(tái)立柱周圍產(chǎn)生爬升現(xiàn)象,從而對立柱甚至平臺(tái)甲板產(chǎn)生強(qiáng)烈的砰擊效應(yīng)。因此,對于半潛式平臺(tái)的波浪爬升規(guī)律、砰擊效應(yīng)、近場干涉以及影響波浪爬升因素的研究顯得十分重要。本文運(yùn)用基于粘流理論的CFD軟件FINE/Marine對兩種模式(固定模式和系泊模式)下的半潛式平臺(tái)開展波浪爬升、近場干涉、立柱砰擊數(shù)值預(yù)報(bào),并結(jié)合自編程處理軟件Matlab對數(shù)值結(jié)果進(jìn)行處理分析,具體研究工作及結(jié)論如下:分析前立柱迎浪面以及前立柱一周的波浪爬升變化規(guī)律和平臺(tái)模式對波浪爬升的影響;討論波浪的波陡參數(shù)KA和散射參數(shù)KR對平臺(tái)立柱波浪爬升的影響;研究波浪繞柱時(shí)非線性特征對立柱波浪爬升的影響。結(jié)果表明:隨著距立柱距離的減小,波浪爬升呈上升趨勢;立柱一周的波浪爬升呈“W”型;較大的KA與KR值對波浪爬升具有一定的影響;波浪繞柱時(shí)非線性特征在不斷增加。重點(diǎn)分析入射角β=0o時(shí)平臺(tái)六自由度運(yùn)動(dòng)對立柱砰擊的影響,討論不同模式下立柱所受砰擊壓力的一般規(guī)律;研究不同模式下平臺(tái)內(nèi)場的近場干涉現(xiàn)象,總結(jié)近場干涉時(shí)平臺(tái)內(nèi)部的波面分布特征。結(jié)果表明:立柱砰擊具有周期性且與波浪周期一致;系泊模式加劇立柱砰擊效應(yīng)以及內(nèi)場波面波動(dòng)。針對半潛式平臺(tái)主體因素對立柱波浪爬升的影響,對比分析不同立柱形狀(方形、帶倒角形、圓形)和前后立柱間距離(2.0D、2.4D、2.8D)的半潛式平臺(tái)處于固定模式時(shí)前后立柱的迎浪面、側(cè)浪面、背浪面以及立柱一周的波浪爬升變化情況,討論立柱形狀與間距對立柱周圍波浪爬升的影響;探究不同立柱形狀及間距對內(nèi)場波面分布的影響。結(jié)果表明:立柱形狀主要影響立柱迎浪面及一周的波浪爬升,立柱間距嚴(yán)重影響兩立柱之間的波浪分布狀況;立柱的形狀與間距對于內(nèi)場波面峰值大小及波面變化分布有較大的影響。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U674.38

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本文編號：2798681