本文關鍵詞：半潛平臺水動力性能及系泊系統(tǒng)設計研究

  更多相關文章： 半潛平臺 水動力 旁靠船舶 系泊系統(tǒng)設計 耦合方法

【摘要】：海上石油的鉆探開采離不開海洋平臺,性能優(yōu)良的海洋平臺可以為海上工作提供安全穩(wěn)定的海洋環(huán)境。半潛式海洋平臺作為一種常用的海洋平臺,對其水動力性能以及系泊系統(tǒng)的設計進行研究是非常有必要的。本文的主要工作如下:(1)基于三維勢流理論,對半潛平臺的水動力系數(shù)以及運動響應進行求解,一方面對半潛平臺的水動力性能進行評估;另一方面為系泊系統(tǒng)的時域計算提供數(shù)據庫。文章對比了平臺在有無旁靠輔助船舶情況下的附加質量、輻射阻尼系數(shù)、一階波浪力以及二階平均波浪漂移力系數(shù)的變化,研究了平臺與旁靠輔助船舶之間的赫姆霍茲共振和遮蔽效應;(2)在給定的環(huán)境條件下,根據平臺受到的穩(wěn)態(tài)力確定系泊纜索的材料參數(shù),根據懸鏈線方程以及平臺移動前后松弛度的變化確定系泊纜索的長度以及預張力,根據文章給出了的流程圖對選擇的參數(shù)進行修正,并對系泊纜索的布置方式進行了敏感性分析,最終確定了該平臺系泊系統(tǒng)的參數(shù);(3)文章對平臺與系泊纜索之間的是三種耦合模型進行了研究,對水深270m和1500m情況下的平臺最大位移和錨索最大張力進行對比研究,得到結論:在水深較大時,需采用動態(tài)耦合法計算系泊系統(tǒng);在水深較淺但位移較大時可以采用準靜態(tài)法計算;在水深較淺且位移也不大時,可以采用靜態(tài)剛度法計算;(4)文章利用動態(tài)耦合方法對設計完成的系泊系統(tǒng)進行分析,發(fā)現(xiàn)平臺的橫蕩、縱蕩、艏搖三個自由度的運動低頻效應明顯,而橫搖、縱搖和垂蕩運動波頻效應明顯。文章最后對完整的系泊系統(tǒng)和一根系泊纜索斷裂時的系泊系統(tǒng)進行計算,發(fā)現(xiàn)計算結果是符合規(guī)范要求的。
【關鍵詞】：半潛平臺 水動力 旁靠船舶 系泊系統(tǒng)設計 耦合方法
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.38
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 半潛式平臺的簡介10-12
• 1.3 半潛式平臺系泊方式介紹12-13
• 1.4 半潛式平臺研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4.1 半潛式平臺水動力性能研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.2 系泊纜索計算方法研究現(xiàn)狀14-18
• 1.5 本文的主要研究工作18-20
• 第二章 半潛式平臺水動力及系泊系統(tǒng)分析理論20-38
• 2.1 三維勢流理論20-24
• 2.1.1 坐標系的定義20-21
• 2.1.2 平臺在規(guī)則波中速度勢的定解條件21-23
• 2.1.3 三維源匯法求解速度勢23-24
• 2.2 水動力參數(shù)24-26
• 2.2.1 附加質量和輻射阻尼系數(shù)24-25
• 2.2.2 一階波浪力25
• 2.2.3 二階波浪力25-26
• 2.3 頻域運動方程26
• 2.4 時域分析理論26-32
• 2.4.1 時域、頻域分析的轉換27
• 2.4.2 時域下運動方程的求解27-30
• 2.4.3 風載荷的計算30
• 2.4.4 海流載荷的計算30-31
• 2.4.5 波浪力的計算31-32
• 2.5 系泊纜索模型32-35
• 2.5.1 懸鏈線模型32-34
• 2.5.2 集中質量模型34-35
• 2.6 平臺與系泊纜索的耦合方法35-37
• 2.6.1 靜態(tài)剛度法35
• 2.6.2 準靜態(tài)法35-36
• 2.6.3 動態(tài)法36-37
• 2.7 本章小結37-38
• 第三章 半潛式平臺水動力分析計算38-50
• 3.1 平臺的基本尺度及工況參數(shù)38-39
• 3.2 附加質量和輻射阻尼系數(shù)39-41
• 3.3 一階波浪力41-42
• 3.4 二階平均波浪漂移力系數(shù)42-43
• 3.5 運動響應傳遞函數(shù)43-44
• 3.6 旁靠輔助船舶對平臺水動力參數(shù)的影響44-49
• 3.7 本章小結49-50
• 第四章 半潛式平臺系泊系統(tǒng)設計流程研究50-67
• 4.1 系泊纜索材料參數(shù)的初步選取50
• 4.2 系泊纜索預張力和長度的選取50-53
• 4.2.1 松弛度的定義51-52
• 4.2.2 由懸鏈線方程和松弛度確定系泊纜索的預張力和長度52-53
• 4.3 系泊纜索參數(shù)的設計流程53-54
• 4.4 半潛式平臺系泊系統(tǒng)的設計實例54-66
• 4.4.1 半潛式平臺系泊纜索參數(shù)確定54-60
• 4.4.2 系泊纜索參數(shù)設計流程合理性分析60-61
• 4.4.3 系泊纜索布置形式對系泊系統(tǒng)的影響61-66
• 4.5 本章小結66-67
• 第五章 半潛式平臺系泊系統(tǒng)計算方法研究67-83
• 5.1 系泊系統(tǒng)三種耦合計算方法的對比67-72
• 5.1.1 270m水深的系泊系統(tǒng)三種耦合方法計算結果對比68-71
• 5.1.2 1500m水深的系泊系統(tǒng)三種耦合方法計算結果對比71-72
• 5.2 耦合方法適用性分析72-74
• 5.2.1 靜態(tài)剛度法適用范圍72-74
• 5.2.2 準靜態(tài)法適用范圍74
• 5.3 半潛式平臺系泊系統(tǒng)分析74-82
• 5.3.1 平臺運動響應分析74-77
• 5.3.2 系泊系統(tǒng)錨索張力分析77-82
• 5.4 本章小結82-83
• 結論與展望83-86
• 結論83-84
• 創(chuàng)新點84
• 展望84-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果90-91
• 致謝91-92
• 附件92

【參考文獻】

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本文編號：729248