隨著海洋資源開發(fā)向深海方向發(fā)展,各類新型浮式生產(chǎn)系統(tǒng)相繼得到開發(fā)和應(yīng)用,海洋工程將面臨更多有關(guān)多浮體旁靠結(jié)構(gòu)物間協(xié)同作業(yè)的問題。在某些海況下,多浮體浮式結(jié)構(gòu)物之間的互相作用將會嚴(yán)重影響海上作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。本文應(yīng)用粘流理論以及計算流體力學(xué)CFD（Computational Fluid Dynamics）技術(shù)、自由液面捕捉技術(shù)VOF（Volume of Fluid）法,借助CFD軟件STAR-CCM+對兩旁靠浮式結(jié)構(gòu)物與系泊系統(tǒng)之間的耦合作用開展了研究。論文的主要工作和成果如下:（1）針對選題背景,分析了多浮體旁靠結(jié)構(gòu)在作業(yè)時所涉及的相關(guān)問題。對國內(nèi)外關(guān)于多浮體的水動力干擾問題的研究現(xiàn)狀、研究方法和發(fā)展趨勢進(jìn)行了較為全面的綜述分析,確定了本課題的研究方法。（2）建立了三維旁靠浮式結(jié)構(gòu)與系泊系統(tǒng)間耦合作用的分析模型,在驗證造波可行的情況下,對窄縫間設(shè)置的波浪監(jiān)測點的波高進(jìn)行數(shù)值計算,并將得出的結(jié)果與現(xiàn)有的文獻(xiàn)進(jìn)行比較,驗證了模擬方法的可行性與有效性。（3）分別研究了波長和浪向?qū)膳钥扛∈浇Y(jié)構(gòu)與系泊系統(tǒng)之間的耦合作用的影響,計算了旁靠浮式結(jié)構(gòu)窄縫間波面升高以及系泊受力等問題,對比分析了不... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 單浮式結(jié)構(gòu)與系泊系統(tǒng)的耦合作用研究
        1.2.2 多浮體系統(tǒng)的水動力特性分析
        1.2.3 浮式結(jié)構(gòu)間的多重耦合作用
        1.2.4 水池模型試驗
    1.3 本文研究內(nèi)容及研究方法
    1.4 本文創(chuàng)新點
第2章 數(shù)值模擬基本理論和方法
    2.1 計算流體動力學(xué)原理
    2.2 流體的基本控制方程
    2.3 湍流模型
    2.4 數(shù)值方法
        2.4.1 離散方法
        2.4.2 自由液面的重構(gòu)
    2.5 自由液面運動處理
        2.5.1 自由液面條件
        2.5.2 初始條件
    2.6 求解域邊界條件設(shè)置
    2.7 浮式結(jié)構(gòu)運動方程
    2.8 錨鏈的懸鏈線理論
    2.9 本章小結(jié)
第3章 系泊狀態(tài)下旁靠浮式結(jié)構(gòu)間窄縫流場特性分析
    3.1 軟件簡介
    3.2 粘性數(shù)值波浪水池
        3.2.1 規(guī)則波理論
        3.2.2 速度入口輸入式造波
        3.2.3 阻尼消波法
        3.2.4 數(shù)值水池基本參數(shù)及數(shù)值建模
        3.2.5 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    3.3 波浪作用下旁靠浮式結(jié)構(gòu)間窄縫流場計算
        3.3.1 計算模型的主要參數(shù)
        3.3.2 幾何模型的建立
        3.3.3 模型網(wǎng)格劃分
        3.3.4 系泊系統(tǒng)的設(shè)置
        3.3.5 波浪監(jiān)測點的設(shè)定
    3.4 數(shù)值模擬數(shù)據(jù)對比及驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 不同波浪參數(shù)對旁靠浮式系統(tǒng)的影響
    4.1 不同波長對旁靠浮式結(jié)構(gòu)與系泊系統(tǒng)的水動力性能的影響
        4.1.1 計算模型
        4.1.2 不同波長對旁靠浮式結(jié)構(gòu)運動的影響
        4.1.3 不同波長對旁靠浮式結(jié)構(gòu)纜繩受力的影響
        4.1.4 不同波長對旁靠浮式結(jié)構(gòu)波面升高的影響
    4.2 不同浪向?qū)ε钥扛∈较到y(tǒng)的影響
        4.2.1 不同浪向計算模型的說明
        4.2.2 不同浪向下浮體運動的對比
        4.2.3 不同浪向下纜繩受力的對比
        4.2.4 不同浪向下波面升高的對比
    4.3 本章小結(jié)
第5章 不同間距和系泊方式對旁靠浮式系統(tǒng)水動力特性的影響
    5.1 不同間距對旁靠浮式系統(tǒng)的水動力性能的影響
        5.1.1 計算工況
        5.1.2 不同間距對旁靠浮式結(jié)構(gòu)運動的影響
        5.1.3 不同間距對旁靠浮式結(jié)構(gòu)纜繩受力的影響
        5.1.4 不同間距對于旁靠浮式結(jié)構(gòu)波面升高的影響
    5.2 不同系泊方式對旁靠浮式結(jié)構(gòu)物間的影響
        5.2.1 不同系泊方式對系泊浮式結(jié)構(gòu)運動的影響
        5.2.2 不同系泊方式對纜繩受力的影響
        5.2.3 不同系泊方式對系泊浮式結(jié)構(gòu)波面升高的影響
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    本文總結(jié)
    研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LNG系統(tǒng)旁靠外輸作業(yè)時的水動力性能數(shù)值研究[J]. 楊江輝,袁遠(yuǎn),黃錫玲,何登濱.  船舶工程. 2016(09)
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[3]LNG并靠外輸作業(yè)時水動力性能數(shù)值研究[J]. 張甫杰,董國祥,高家鏞.  上海船舶運輸科學(xué)研究所學(xué)報. 2015(01)
[4]浮體與系泊系統(tǒng)的耦合動力分析[J]. 劉文璽,周其斗,張緯康,紀(jì)剛.  船舶力學(xué). 2014(08)
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[6]方箱與直墻間窄縫內(nèi)流體共振的試驗研究[J]. 譚雷,呂林,劉名名,滕斌.  中國水運(下半月). 2014(04)
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[8]FLNG系統(tǒng)進(jìn)行旁靠卸載作業(yè)時的水動力性能研究[J]. 趙文華,楊建民,胡志強(qiáng),李欣.  船舶力學(xué). 2012(11)
[9]兩船波浪中并靠補給相對運動模型試驗研究[J]. 施平安,何立居,葉家瑋.  船海工程. 2012(05)
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博士論文
[1]海洋工程粘性數(shù)值波浪水池開發(fā)及應(yīng)用[D]. 曹洪建.上海交通大學(xué) 2014
[2]浮式液化天然氣裝備（FLNG）水動力性能的數(shù)值分析及實驗研究[D]. 趙文華.上海交通大學(xué) 2014
[3]深水浮式結(jié)構(gòu)與系泊/立管系統(tǒng)的全時域非線性耦合動態(tài)分析[D]. 楊敏冬.大連理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]旁靠浮式結(jié)構(gòu)間窄縫水動力振蕩研究[D]. 紀(jì)仁瑋.江蘇科技大學(xué) 2017
[2]波浪與系泊多浮體系統(tǒng)耦合作用的時域數(shù)值研究[D]. 曹光磊.大連理工大學(xué) 2016
[3]FLNG-LNGC旁靠外輸過程的水動力特性分析[D]. 齊月才.大連理工大學(xué) 2016
[4]波浪作用下多浮體系統(tǒng)的動力響應(yīng)特性研究[D]. 郭飛.上海交通大學(xué) 2014
[5]多浮體水動力干擾研究[D]. 徐亮瑜.上海交通大學(xué) 2014
[6]FPSO-LNG多體系統(tǒng)水動力數(shù)值計算及分析[D]. 祁祺.華中科技大學(xué) 2011



本文編號：3316726