本文關(guān)鍵詞：雙船浮托安裝中多浮體水動(dòng)力性能及運(yùn)動(dòng)響應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類對(duì)深海油氣資源的需求日益迫切，越來越多的海上鉆井和采油平臺(tái)陸續(xù)被提出并應(yīng)用到油氣開采服務(wù)中。這些海洋平臺(tái)一般都需要在海上進(jìn)行安裝才能從事生產(chǎn)服務(wù)，而怎樣安全快速地安裝這些平臺(tái)一直是海上施工研究的重點(diǎn)。平臺(tái)的安裝一般分為吊裝法和浮托法，海上平臺(tái)的安裝作業(yè)中，傳統(tǒng)的吊裝法已不能滿足組塊安裝的需要，并且費(fèi)用越來越高。大型組塊的單船浮托安裝在國內(nèi)外已得到廣泛的應(yīng)用，但這種方法要求下部結(jié)構(gòu)導(dǎo)管架的設(shè)計(jì)滿足單船進(jìn)入的要求，而且隨著上部組塊重量的逐漸增大，單船浮托容易受到駁船吃水的限制，因此近年來，雙船浮托法已經(jīng)成為了海洋平臺(tái)安裝的熱點(diǎn)。 本文首先介紹了海洋工程浮托法特別是雙船浮托法的操作過程，分析了浮托法安裝中的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)浮托法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜述。另外對(duì)海洋工程多浮體技術(shù)的研究方法和研究方向做了總結(jié)，對(duì)多浮體技術(shù)的研究有了整體的把握。 其次建立駁船濕表面模型，設(shè)置了不同的浮體間距和水深吃水比，在頻域內(nèi)對(duì)其水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析。揭示了浮體相互作用和浮體間距對(duì)駁船水動(dòng)力系數(shù)的影響，獲得了水深吃水比對(duì)駁船相關(guān)水動(dòng)力參數(shù)的變化規(guī)律。相互作用和間距對(duì)駁船的影響主要體現(xiàn)在波頻范圍，另外隨著水深的變淺，結(jié)構(gòu)的附加阻尼和附加質(zhì)量呈增大趨勢。 在時(shí)域內(nèi)對(duì)上部組塊轉(zhuǎn)移過程中的多浮體系統(tǒng)進(jìn)行了耦合動(dòng)力分析，重點(diǎn)研究了駁船之間系纜剛度和護(hù)舷摩擦對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響，得出系纜剛度和摩擦系數(shù)的增大可以有效的減小系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)還分析了在不同波高和浪向下多浮體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的變化。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化極為敏感，隨著波高的增大，船體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和系纜力明顯增加，且在90度浪向下系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)最為劇烈。 最后針對(duì)駁船和上部組塊的連接方式進(jìn)行了研究，，分析得出在剛性連接的情況下，雙駁船系統(tǒng)最為穩(wěn)定。因此，針對(duì)剛接下的雙駁船系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)，得到其垂直面自由度的固有周期，結(jié)果表明雙駁船系統(tǒng)在安裝過程可以避免與下部平臺(tái)發(fā)生共振。 本文采用多體分析方法對(duì)雙船浮托法過程中相關(guān)問題進(jìn)行了研究，豐富了海洋工程多浮體水動(dòng)力分析技術(shù)的內(nèi)涵，有助于多浮體技術(shù)的發(fā)展。希望此方法可以進(jìn)一步得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，成為更加準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)多浮體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的有效方法，以期更好的服務(wù)于海洋工程行業(yè)。
【關(guān)鍵詞】：雙船浮托法 運(yùn)動(dòng)響應(yīng) 多浮體 水動(dòng)力系數(shù) 耦合動(dòng)力分析
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P742;U661.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-28
• 1.1 研究背景及意義11-22
• 1.1.1 浮托法介紹11-13
• 1.1.2 雙船浮托法13-18
• 1.1.3 浮托法安裝的關(guān)鍵技術(shù)18-21
• 1.1.4 浮托法的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢21-22
• 1.2 多浮體技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用22-25
• 1.2.1 多浮體技術(shù)的研究方法22-24
• 1.2.2 多浮體技術(shù)的研究方向24-25
• 1.3 本文的研究目的和意義25-26
• 1.4 本文的研究工作以及創(chuàng)新點(diǎn)26-28
• 2 水動(dòng)力分析理論28-46
• 2.1 坐標(biāo)系定義28-29
• 2.2 線性波浪理論29-31
• 2.2.1 勢流理論29-30
• 2.2.2 邊界條件30-31
• 2.2.3 規(guī)則波理論31
• 2.3 結(jié)構(gòu)在規(guī)則波下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)31-35
• 2.3.1 單浮體運(yùn)動(dòng)31-33
• 2.3.2 多浮體運(yùn)動(dòng)33-35
• 2.4 頻域運(yùn)動(dòng)方程35-36
• 2.5 二階波浪理論36-40
• 2.5.1 二階波浪力36-37
• 2.5.2 平均漂移力37-39
• 2.5.3 二階差頻慢漂力39-40
• 2.6 風(fēng)、流力計(jì)算理論40-41
• 2.7 時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程41-42
• 2.8 程序驗(yàn)證42-44
• 2.9 本章小結(jié)44-46
• 3 頻域水動(dòng)力分析46-62
• 3.1 駁船計(jì)算模型46-47
• 3.1.1 駁船參數(shù)46-47
• 3.1.2 有限元模型建立47
• 3.2 浮體相互作用對(duì)駁船水動(dòng)力系數(shù)的影響47-52
• 3.2.1 駁船附加質(zhì)量及阻尼系數(shù)變化規(guī)律48-50
• 3.2.2 一階激振力傳遞函數(shù)變化規(guī)律50-51
• 3.2.3 運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值變化規(guī)律51-52
• 3.3 水深吃水比對(duì)駁船水動(dòng)力系數(shù)的影響52-58
• 3.3.1 駁船附加質(zhì)量及附加阻尼隨水深吃水比的變化規(guī)律52-55
• 3.3.2 駁船波浪力隨水深吃水比的變化規(guī)律55-56
• 3.3.3 駁船垂直面運(yùn)動(dòng)固有周期隨水深吃水比的變化規(guī)律56-58
• 3.4 駁船間距對(duì)駁船水動(dòng)力系數(shù)的影響58-60
• 3.4.1 駁船一階波激力58-59
• 3.4.2 駁船運(yùn)動(dòng)響應(yīng) RAO59-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 4 上部組塊轉(zhuǎn)移時(shí)的多浮體時(shí)域響應(yīng)分析62-77
• 4.1 浮托駁船多體分析模型62-64
• 4.1.1 計(jì)算模型62-63
• 4.1.2 海洋環(huán)境條件63-64
• 4.1.3 計(jì)算說明64
• 4.2 多浮體系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)研究64-70
• 4.2.1 不同系纜剛度下系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析64-67
• 4.2.2 不同護(hù)舷摩擦系數(shù)下系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析67-70
• 4.3 多浮體系統(tǒng)不同環(huán)境條件對(duì)比分析70-75
• 4.3.1 不同波高下對(duì)多浮體系統(tǒng)的影響70-73
• 4.3.2 不同浪向下對(duì)多浮體系統(tǒng)的影響73-75
• 4.4 本章小結(jié)75-77
• 5 雙駁船的運(yùn)動(dòng)特性分析77-84
• 5.1 計(jì)算模型介紹77-78
• 5.2 雙駁船運(yùn)動(dòng)特性分析78-83
• 5.2.1 上部組塊與駁船連接方式研究78-81
• 5.2.2 雙船水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)81-83
• 5.3 本章小結(jié)83-84
• 6 結(jié)論及展望84-87
• 6.1 結(jié)論84-86
• 6.2 未來工作展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 致謝92-93
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93-94
• 個(gè)人簡歷94-95

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本文編號(hào)：293582