近島礁海底地形復(fù)雜且近岸處水深變化劇烈,運輸船無法靠泊,大型機械設(shè)備難以運轉(zhuǎn)上島。海洋平臺較好的解決了這一問題,利用系泊系統(tǒng)將平臺的運動限制,保持其位置的穩(wěn)定性,使得運輸船舶能夠�？�,然后由淺吃水浮駁在平臺和島礁岸邊穿梭來回解決物資上岸的問題。然而,由于近島礁環(huán)境條件非常復(fù)雜,針對近島礁浮式平臺及其特殊系泊方案動響應(yīng)數(shù)值預(yù)報技術(shù)的發(fā)展還不夠成熟,且船舶靠幫時會和浮式平臺產(chǎn)生相互作用,導(dǎo)致浮式平臺的運動響應(yīng)發(fā)生復(fù)雜的變化。因此準確預(yù)報近島礁浮式平臺的運動響應(yīng),對島礁建設(shè)浮式平臺及其系泊系統(tǒng)的安全性和可行性具有重要的指導(dǎo)作用。本文采用基于勢流理論的軟件AQWA對浮式平臺的水動力,運動量和系泊系統(tǒng)張力等進行了數(shù)值模擬及分析,并將數(shù)值計算結(jié)果與水池試驗結(jié)果進行了對比分析。論文的具體工作與主要研究成果如下:應(yīng)用AQWA軟件的LINE模塊對浮式平臺的水動力進行頻域分析,得到深水和近島礁環(huán)境下浮式平臺在作業(yè)工況和生存工況下的附加質(zhì)量、輻射阻尼及不同波浪入射角下的幅值響應(yīng)算子、一階波浪力、二階波浪力等水動力系數(shù);利用軟件FINE/Marine得到了平臺在作業(yè)工況與生存工況下各個角度的風流力系數(shù)。應(yīng)用AQWA軟件的DRIFT模塊,開展了深水和近島礁環(huán)境下共計74種工況下的浮式平臺運動響應(yīng)數(shù)值模擬,得到了平臺六自由度運動的歷時曲線,并對74種工況下的結(jié)果分別按照深水環(huán)境、淺水環(huán)境、作業(yè)工況、生存工況、浪向角、波浪參數(shù)、風向,風力參數(shù),流向和流力參數(shù)進行分類對比分析。結(jié)果顯示:島礁地形上平臺的運動響應(yīng)與深水相比普遍減小。當平臺處于作業(yè)工況時,平臺運動量值和纜繩最大張力普遍隨著入射波譜峰周期和有義波高的的增加而增加;浪向和風向影響著系泊纜張力的的分布規(guī)律,流載荷只影響量值而不影響分布規(guī)律。當平臺處于生存工況時,隨著譜峰周期增加,縱蕩、橫蕩和艏搖三個自由度運動量有所減小,垂蕩和縱搖兩個自由度有所增加,橫搖運動基本相當,系泊系統(tǒng)總體所受拉力有所下降;殘存狀態(tài)下浮式平臺運動響應(yīng)量值除橫蕩和縱搖外都略有增加,平臺系泊系統(tǒng)所受最大張力減小;風向不僅影響系泊系統(tǒng)受力,還影響著浮式平臺系泊纜張力分布規(guī)律,流力不改變系泊系統(tǒng)張力分布規(guī)律,只影響其量值。應(yīng)用AQWA軟件的LINE模塊對作業(yè)工況下近島礁浮式平臺有船舶靠幫時的水動力進行頻域分析,得到平臺的附加質(zhì)量、輻射阻尼及不同波浪入射角下的幅值響應(yīng)算子、一階波浪力、二階波浪力等水動力系數(shù)。應(yīng)用AQWA軟件的DRIFT模塊,開展了近島礁環(huán)境下船舶靠幫時共計15種工況下的浮式平臺運動響應(yīng)數(shù)值模擬,得到了平臺六自由度運動的歷時曲線,并對15種工況下的結(jié)果分別按照浪向角、波浪參數(shù)、風向,風力參數(shù),流向和流力參數(shù)進行分類對比分析。結(jié)果顯示:有船舶停靠平臺運動量明顯小于無船舶�？�;有船舶停靠時平臺運動量值隨著入射波譜峰周期和有義波高的增加而增加;有船舶�？康钠脚_系泊系統(tǒng)最大張力略小于無船舶�？壳闆r;有船舶�？繒r,由于船舶首尾不對稱,在有些海況下會改變系泊纜張力分布規(guī)律。進行了水池試驗并對試驗數(shù)據(jù)進行了整理分析,將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比分析,結(jié)果表明數(shù)值模擬和模型試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果吻合度較高。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U661;P75
【部分圖文】：

江蘇科技大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文的現(xiàn)實和緊迫需求，推動三沙市經(jīng)濟和社會全面發(fā)展的重要舉措，是我國未來研究的重要方向。近幾十年來，各種移動式平臺的數(shù)量增長迅速，移動式平臺逐漸形成了投資高、風險大、高新技術(shù)集成的特點[1-2]。作為一個海洋大國，海洋平臺的研究對于我國海洋工程的發(fā)展有及其深遠的戰(zhàn)略意義[3]。

勢流理論理論的條件主要有以下幾點：流體為理想流體、且沒有黏性、均勻無旋；流場中存在速度勢。勢流，引入速度勢函數(shù) ，速度勢函數(shù) 滿足拉普拉斯方程，即2 2 22 2 20x y z 據(jù)速度勢函數(shù)的定義，可以得到流體在三個方向上的速度，如式（xvx ，yvy ，zvz 知邊界條件及初始條件，拉普拉斯方程可求解出速度勢函數(shù) 。下解流程：

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本文編號：2827183