隨著人類開發(fā)海洋的步伐逐漸邁向深海海域,SPAR平臺由于其良好的作業(yè)性能和強大的功能,被視為下一代深海油氣生產(chǎn)和開發(fā)的主力平臺。目前國內(nèi)外學(xué)者也在對SPAR平臺的各項內(nèi)容進行研究,其中由于模型試驗水深和實際作業(yè)水深無法直接通過縮尺比聯(lián)通,所以對其系泊系統(tǒng)進行等效水深截斷設(shè)計具有實際意義。本文以SPAR平臺及其系泊系統(tǒng)作為載體,在頻域內(nèi)對其進行水動力分析,以此作為分析的基礎(chǔ),并使用時域分析軟件AQWA計算SPAR平臺的靜力特性和時域運動響應(yīng)。等效水深截斷設(shè)計中,使用NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法基于截斷前后靜力特性相似進行截斷設(shè)計,以700米的截斷水深模擬2000米水深的平臺運動和系泊系統(tǒng)的受力情況。優(yōu)化系泊線長度、單位長度濕重、EA值等參數(shù),快速、精準(zhǔn)的得到截斷系泊線的各項參數(shù),并以1:70的縮尺比進行水池模型試驗研究。模型試驗包括SPAR平臺的自由衰減試驗、RAO試驗和不規(guī)則波模型試驗。以實際的模型試驗得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),驗證數(shù)值計算的準(zhǔn)確性。最后根據(jù)二者之間數(shù)據(jù)的差異,進行數(shù)值重構(gòu)和數(shù)值外推,得到最終結(jié)果。截斷設(shè)計作為海洋工程中試驗中非常重要的一個環(huán)節(jié),起到連接前期全水深數(shù)值計算和后期模型試驗...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 SPAR平臺簡介
    1.3 等效水深截斷設(shè)計方法與進展
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 NSGA-Ⅱ優(yōu)化方法及計算理論基礎(chǔ)
    2.1 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法簡介
        2.1.1 截斷方法簡介
        2.1.2 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法
        2.1.3 NSGA-Ⅱ優(yōu)缺點及流程
    2.2 懸鏈線方程
        2.2.1 單一成分的懸鏈線理論
        2.2.2 多成分懸鏈線理論
    2.3 集中質(zhì)量法
        2.3.1 集中質(zhì)量法模型的建立
        2.3.2 集中質(zhì)量法的節(jié)點運動方程
        2.3.3 運動方程的求解
    2.4 本章小結(jié)
第3章 SPAR平臺總體性能分析
    3.1 SPAR平臺輻射/繞射分析
    3.2 SPAR平臺系泊系統(tǒng)總體性能分析
        3.2.1 環(huán)境條件
        3.2.2 時域耦合分析
        3.2.3 波頻力的計算
        3.2.4 低頻慢漂力的計算
        3.2.5 附加線性阻尼
        3.2.6 風(fēng)力和流力的確定
        3.2.7 SPAR平臺初始位置的確定
    3.3 SPAR平臺主尺度介紹及建模
        3.3.1 SPAR平臺簡介
        3.3.2 系泊系統(tǒng)的布置方式
        3.3.3 單根系泊線的屬性
        3.3.4 SPAR平臺的建模
    3.4 計算結(jié)果及分析
        3.4.1 水動力計算結(jié)果分析
        3.4.2 靜力特性分析
        3.4.3 時域動態(tài)耦合分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于NSGA-Ⅱ的靜力相似截斷系泊系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 系泊系統(tǒng)截斷設(shè)計理論
        4.1.1 系泊系統(tǒng)截斷設(shè)計目的
        4.1.2 系泊系統(tǒng)截斷設(shè)計原則
        4.1.3 系泊系統(tǒng)截斷設(shè)計方法
        4.1.4 系泊線靜力特性
    4.2 截斷設(shè)計優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 設(shè)計變量的提出
        4.2.2 目標(biāo)函數(shù)的提出
        4.2.3 NSGA-Ⅱ的軟件實現(xiàn)
        4.2.4 截斷系泊系統(tǒng)設(shè)計
    4.3 截斷設(shè)計的靜力特性分析
    4.4 截斷設(shè)計的時域耦合分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 SPAR平臺水池模型試驗
    5.1 模型試驗準(zhǔn)備
        5.1.1 試驗水池介紹
        5.1.2 試驗坐標(biāo)系和相似準(zhǔn)則
        5.1.3 試驗?zāi)Ｐ?br>        5.1.4 模型試驗環(huán)境參數(shù)
        5.1.5 試驗的系泊方案設(shè)計
        5.1.6 風(fēng)力和流力的模擬
    5.2 SPAR平臺水池試驗結(jié)果
        5.2.1 SPAR模型自由衰減試驗
        5.2.2 SPAR平臺在規(guī)則波下的響應(yīng)
        5.2.3 SPAR平臺在不規(guī)則波下的試驗結(jié)果
    5.3 數(shù)值重構(gòu)和外推結(jié)果
        5.3.1 水動力參數(shù)校核
        5.3.2 數(shù)值外推結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
主要科研經(jīng)歷
致謝



本文編號：3805273