發(fā)布時間：2023-04-17 00:17

　　惡劣海況下浮式平臺的運動與波面變化會導(dǎo)致氣隙值的變化,負氣隙可能會導(dǎo)致平臺結(jié)構(gòu)的破壞,甚至人員傷亡。與此同時,浮式平臺氣隙變化對錨泊系統(tǒng)參數(shù)、定位方式以及作業(yè)水深的差異非常敏感。本文對浮式平臺的氣隙運動特性進行了研究,針對錨泊系統(tǒng)參數(shù)、定位方式以及作業(yè)水深差異對平臺氣隙的產(chǎn)生機理及其影響特性進行了深入探索和分析。主要包括以下幾個方面:1、基于Morison公式計算平臺橫撐、斜撐等構(gòu)件的波浪載荷,基于三維勢流理論對平臺立柱、浮箱等大型結(jié)構(gòu)進行輻射、繞射分析,并考慮浮箱與立柱間的互相作用,對平臺水動力性能進行研究。以一典型浮式半潛平臺為例,計算了頻域內(nèi)平臺的水動力系數(shù)及運動響應(yīng)傳遞函數(shù),分析了平臺在惡劣海況下的運動響應(yīng),并在時域內(nèi)對平臺關(guān)注點氣隙運動特性進行分析和預(yù)報,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。2、改進了現(xiàn)有的深水浮式平臺及其定位系統(tǒng)耦合分析技術(shù),拓展了試驗與數(shù)值相結(jié)合的平臺模型重構(gòu)與外推的時域全耦合分析方法。由于試驗很難同時有效地模擬平臺所受的風(fēng)浪流載荷,平臺的錨鏈長度隨著服役水深的增加發(fā)生變化,全尺寸模擬很難實現(xiàn),而縮尺比試驗又無法保證計算的精確性。本文改進了現(xiàn)有的平臺耦合分析技術(shù),發(fā)展了...

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
創(chuàng)新點摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 浮式結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng)特點
        1.2.1 錨泊定位系統(tǒng)
        1.2.2 動力定位系統(tǒng)
        1.2.3 動力輔助錨泊定位系統(tǒng)
    1.3 平臺氣隙問題研究進展
        1.3.1 國外研究進展
        1.3.2 國內(nèi)研究進展
    1.4 平臺水動力性能研究進展
    1.5 論文主要工作
第2章 浮式平臺時域分析理論
    2.1 引言
    2.2 浮式平臺運動模型
    2.3 環(huán)境載荷模型
        2.3.1 海風(fēng)模型
        2.3.2 海流模型
        2.3.3 海浪模型
    2.4 錨泊系統(tǒng)外力
    2.5 推力系統(tǒng)外力
    2.6 頻域和時域運動方程及分析方法
        2.6.1 頻域運動方程
        2.6.2 時域運動方程
        2.6.3 頻域和時域分析方法
    2.7 浮式平臺定位原理
        2.7.1 ATA定位原理
        2.7.2 錨泊定位原理
    2.8 本章小結(jié)
第3章 浮式平臺水動力性能數(shù)值研究
    3.1 引言
    3.2 浮式結(jié)構(gòu)水動力分析
        3.2.1 一階波浪力
        3.2.2 二階波浪力
    3.3 算例分析
        3.3.1 平臺數(shù)值模型
        3.3.2 環(huán)境載荷方向定義
        3.3.3 海況設(shè)計
        3.3.4 分析結(jié)果
        3.3.5 平臺關(guān)注點氣隙預(yù)報
    3.4 本章小結(jié)
第4章 錨泊定位系統(tǒng)參數(shù)對浮式平臺氣隙的影響研究
    4.1 引言
    4.2 基于試驗的浮式平臺數(shù)值模擬
        4.2.1 水池試驗
        4.2.2 風(fēng)洞試驗
        4.2.3 數(shù)值模擬
    4.3 數(shù)值模型重構(gòu)與外推
        4.3.1 風(fēng)流載荷系數(shù)重構(gòu)
        4.3.2 試驗?zāi)Ｐ团c數(shù)值模型的固有周期
        4.3.3 粘滯曳力
        4.3.4 輻射阻尼
        4.3.5 波浪譜
        4.3.6 平臺運動響應(yīng)與錨泊力
        4.3.7 數(shù)值模型外推
    4.4 錨泊參數(shù)對浮式平臺氣隙影響的時域全耦合計算
        4.4.1 海況設(shè)計
        4.4.2 計算工況
        4.4.3 計算結(jié)果
    4.5 錨泊系統(tǒng)參數(shù)對浮式平臺氣隙的影響特性研究
        4.5.1 錨鏈長度對平臺氣隙的影響特性研究
        4.5.2 錨鏈剛度對平臺氣隙的影響特性研究
        4.5.3 錨鏈類型對平臺氣隙的影響特性研究
    4.6 錨泊系統(tǒng)參數(shù)對浮式平臺氣隙的影響機理研究
        4.6.1 系泊系統(tǒng)恢復(fù)力的求解
        4.6.2 錨泊系統(tǒng)參數(shù)對平臺系泊剛度的影響研究
        4.6.3 錨泊系統(tǒng)參數(shù)對平臺系泊力的影響研究
    4.7 本章小結(jié)
第5章 ATA與錨泊定位對浮式平臺氣隙影響的比較研究
    5.1 引言
    5.2 不同定位方式下浮式平臺時域全耦合計算
        5.2.1 ATA平臺的推進力
        5.2.2 計算工況
        5.2.3 平臺氣隙響應(yīng)計算
    5.3 不同定位方式對浮式平臺氣隙的影響特性分析
        5.3.1 平臺在迎浪工況下氣隙和波浪砰擊影響特性分析
        5.3.2 平臺在斜浪工況下氣隙和波浪砰擊影響特性分析
        5.3.3 平臺在橫浪工況下氣隙和波浪砰擊影響特性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 不同工作水深下定位方式對浮式平臺氣隙影響的研究
    6.1 引言
    6.2 不同工作水深下浮式平臺時域全耦合計算
        6.2.1 計算工況
        6.2.2 不同工作水深下ATA定位平臺氣隙和波浪砰擊預(yù)報
        6.2.3 不同工作水深下錨泊定位平臺氣隙和波浪砰擊預(yù)報
    6.3 不同工作水深下浮式平臺的氣隙和波浪砰擊比較分析
        6.3.1 迎浪作用下平臺氣隙和波浪砰擊比較分析
        6.3.2 斜浪作用下平臺氣隙和波浪砰擊比較分析
        6.3.3 橫浪作用下平臺氣隙和波浪砰擊比較分析
    6.4 不同工作水深下浮式平臺氣隙響應(yīng)能量譜分析
        6.4.1 ATA定位平臺氣隙響應(yīng)能量譜分析
        6.4.2 錨泊定位平臺氣隙響應(yīng)能量譜分析
    6.5 工作水深對浮式平臺氣隙的影響機理研究
        6.5.1 工作水深對平臺系泊剛度的影響研究
        6.5.2 工作水深對平臺系泊力的影響研究
    6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 本文展望
參考文獻
附錄1
附錄2
附錄3
附錄4
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
致謝
作者簡介



本文編號：3792174