基于粘流軟件FINE/marine對半潛式平臺進行波浪爬升數值模擬,通過數值計算對比2種模式下立柱迎浪面以及立柱一周的波浪爬升規(guī)律,討論波陡參數和散射參數對立柱波浪爬升的影響以及波浪各頻譜成分對波浪爬升的影響。結果表明,平臺模式對于立柱波浪爬升產生一定的影響。當波陡參數和散射參數較大時,波浪爬升效應非常顯著;波浪經過立柱時,非線性特征愈發(fā)明顯,波浪高頻成分導致的波浪爬升比重不斷增加。 

【文章來源】：艦船科學技術. 2020,42(09)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

觀測點布置示意圖Fig.1Observationpointarrangementdiagram

柱的反射波在前立柱的背浪面處產生波浪疊加現象，形成波峰。入射角不同時，波浪入射角β=0°下波浪爬升效應最為劇烈。入射波波高一定，隨著周期增大，立柱周圍波浪爬升變化幅度趨于平緩。當平臺處于不同模式時，立柱周圍的波浪爬升相差較為明顯，原因在于系泊模式下平臺隨水體運動，減弱波浪爬升能力。當入射角β=45°時，立柱周圍的波浪爬升趨勢波動較為復雜，這是由于此時的近場干涉效應嚴重，從而影響立柱周圍的波面分布。3.3波浪散射與爬升特性研究為便于分析立柱的波浪爬升規(guī)律，引入波陡參數圖5兩種模式下前立柱迎浪面波浪爬升變化Fig.5Changeofwaverun-uponthefrontcolumnundertwomodes圖6兩種模式下立柱一周波浪爬升變化曲線Fig.6Waverun-upcurvesaroundcolumnsundertwomodes·156·艦船科學技術第42卷

取7個觀測點，距離立柱近壁面距離為0.00625R。入射波為規(guī)則波，相關參數見表2。在計算域的遠場處設立一個遠場觀測點，以檢驗入射波是否為所設定規(guī)則波，如圖2所示。數值計算中平臺設定為固定模式與系泊模式，運用HEXPRESS模塊對其進行網格劃分，運用軟件內部網格品質檢查功能檢查網格質量顯示良好，計算域整體網格劃分如圖3所示，平臺有限元網格劃分如圖4所示。3波浪爬升特性研究3.1前立柱迎浪面波浪爬升規(guī)律一般對于波浪爬升現象的研究，為方便分析波浪爬升的特性，通常采用無量綱參數對其進行分析對比。本文定義Ar/（H/2）為波浪爬升無因次量，即波浪爬升高度與波幅的比值，其中Ar為波浪爬升高度，H為入射波的波高。圖5給出半潛式平臺在固定模式和系泊模式下前立柱迎浪面的波浪爬升在不同計算工況下的變化圖。從圖中可以看出，固定模式和系泊模式下半潛式平臺前立柱迎浪面的波浪爬升變化規(guī)律一致，即立柱迎浪表2計算工況Tab.2CalculationconditionH/mT/sKA入射角度β/（°）KR5.06.00.27800.408450.247900.3367.00.20400.150450.091900.1238.00.15600.115450.070900.0956.06.00.33300.408450.247900.3367.00.24500.150450.091900.1238.00.18800.115450.070900.095圖1觀測點布置示意圖Fig.1Observationpointarrangementdiagram圖2遠場規(guī)則波時歷曲線Fig.2Far-fieldregularwavetimehistorycurve圖3計算域整體網格示意圖Fig.3Computationaldomainoverallgriddiagram圖4平臺網格劃分Fig.4Platformmeshing第42卷劉亞秋，等：半潛式平臺立柱波浪爬升特性研究·155·

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]新型深水半潛式生產平臺發(fā)展綜述[J]. 姜哲,謝彬,謝文會.  海洋工程. 2011(03)
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博士論文
[1]波浪爬升的機理性探索和半潛式平臺氣隙響應的關鍵特性研究[D]. 單鐵兵.上海交通大學 2013



本文編號：3369805