本文關(guān)鍵詞：內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO耦合動(dòng)力分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO是一種浮式多體系統(tǒng),系統(tǒng)中不僅存在內(nèi)轉(zhuǎn)塔與系泊纜索的耦合,還存在內(nèi)轉(zhuǎn)塔與FPSO船體的耦合。FPSO縱蕩、橫蕩及艏搖的固有頻率很低,極易在二階差頻力的作用下誘發(fā)大幅運(yùn)動(dòng)；垂蕩、橫搖、縱搖的固有頻率在波頻范圍內(nèi),易在波頻力作用下發(fā)生共振。為獲得較好的風(fēng)向標(biāo)效應(yīng),內(nèi)轉(zhuǎn)塔位置一般靠近艏部。 本文研究目標(biāo)是研究內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO在隨機(jī)海況下運(yùn)動(dòng)及受力響應(yīng)特點(diǎn),并分析影響參數(shù)對(duì)其影響。 本文基于OCIMF規(guī)范,計(jì)算船體風(fēng)載荷和流載荷,采用三維勢(shì)流理論計(jì)算作用在船體上的一階和二階波浪力。基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論建立內(nèi)轉(zhuǎn)塔與FPSO耦合動(dòng)力模型和算法,采用集中質(zhì)量模型建立內(nèi)轉(zhuǎn)塔與系纜耦合算法,編寫Matlab程序并進(jìn)行了算例驗(yàn)證。最終,基于aqwa軟件對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO進(jìn)行耦合動(dòng)力分析,并分析影響參數(shù)對(duì)其影響。 研究發(fā)現(xiàn)：FPSO縱蕩運(yùn)動(dòng)能量主要集中于低頻區(qū)域；船體垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)能量主要集中于波頻區(qū)域；系纜張力中低頻成分和波頻成分都很顯著。波浪譜峰值周期和峰值因子的變化對(duì)FPSO(?)氐頻和波頻運(yùn)動(dòng)影響顯著；當(dāng)峰值周期與船體縱搖固有周期接近時(shí)會(huì)導(dǎo)致縱搖運(yùn)動(dòng)加劇,轉(zhuǎn)塔位置越靠近艏部,系纜垂向運(yùn)動(dòng)越劇烈,進(jìn)而導(dǎo)致系纜動(dòng)張力增加；由滿載向壓載轉(zhuǎn)變過程中,FPSO固有周期、系泊剛度、環(huán)境載荷發(fā)生變化,導(dǎo)致縱蕩標(biāo)準(zhǔn)差顯著減小,進(jìn)而導(dǎo)致系纜張力標(biāo)準(zhǔn)差顯著減��；在非共線載荷作用下,縱蕩方向環(huán)境載荷減小,垂蕩、縱搖方向環(huán)境載荷增加,進(jìn)而導(dǎo)致縱蕩運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差減小,垂蕩、縱搖標(biāo)準(zhǔn)差增大。本研究對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)轉(zhuǎn)塔 FPSO 耦合 動(dòng)力分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 概述8
• 1.2 FPSO平臺(tái)簡介8-9
• 1.3 FPSO系泊方式簡介9-12
• 1.3.1 單點(diǎn)系泊9-11
• 1.3.2 多點(diǎn)系泊11
• 1.3.3 動(dòng)力定位11-12
• 1.4 內(nèi)轉(zhuǎn)塔FPSO動(dòng)力分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容及意義13-15
• 2 FPSO環(huán)境載荷及水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算15-34
• 2.1 風(fēng)載荷15-16
• 2.2 流載荷16
• 2.3 波浪載荷16-23
• 2.3.1 線性波理論16-18
• 2.3.2 一階波浪力18-20
• 2.3.3 二階波浪力20-23
• 2.4 FPSO頻域水動(dòng)力系數(shù)計(jì)算23-33
• 2.4.1 水動(dòng)力模型24
• 2.4.2 計(jì)算結(jié)果24-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 內(nèi)轉(zhuǎn)塔與FPSO耦合動(dòng)力分析34-63
• 3.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模34-49
• 3.1.1 坐標(biāo)系及坐標(biāo)變換34-36
• 3.1.2 剛體的姿態(tài)坐標(biāo)36-38
• 3.1.3 剛體的角速度和角加速度38-40
• 3.1.4 剛體笛卡爾運(yùn)動(dòng)學(xué)方程40-46
• 3.1.5 剛體笛卡爾動(dòng)力學(xué)方程46-49
• 3.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值解法49-59
• 3.2.1 解耦ODAE方法49-56
• 3.2.2 LU分解縮并法56-59
• 3.3 驗(yàn)證算例59-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 4 系纜張力計(jì)算方法63-81
• 4.1 集中質(zhì)量法模型63-64
• 4.2 系纜靜態(tài)張力計(jì)算方法64-66
• 4.3 系纜動(dòng)態(tài)張力計(jì)算方法66-73
• 4.3.1 系纜分段上的流力66
• 4.3.2 系纜邊界條件66-67
• 4.3.3 系纜初始條件67
• 4.3.4 系纜動(dòng)態(tài)張力數(shù)值解法67-72
• 4.3.5 系纜頂端張力計(jì)算方法72-73
• 4.4 單根系纜靜態(tài)構(gòu)型計(jì)算73-74
• 4.5 單根系纜動(dòng)態(tài)張力計(jì)算74-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 5 內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO耦合動(dòng)力分析及影響因素分析81-93
• 5.1 內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO耦合動(dòng)力分析82-83
• 5.2 影響因素分析83-92
• 5.2.1 譜峰周期84-85
• 5.2.2 峰值因子85-87
• 5.2.3 轉(zhuǎn)塔位置87-89
• 5.2.4 裝載狀態(tài)89-90
• 5.2.5 載荷方向90-92
• 5.4 本章小結(jié)92-93
• 結(jié)論93-94
• 展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-98
• 附錄A 10種時(shí)域分析軟件98-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況99-100
• 致謝100-101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：339723