海洋核动力平台定位系统多体动力学建模与分析

作     者：郭冲冲 武文华 吴国东 曹光明 吕柏呈 Guo Chongchong;Wu Wenhua;Wu Guodong;Cao Guangming;LüBaicheng

作者机构：大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学深圳研究院广东深圳518057 武汉第二船舶设计研究所武汉430064 中国海洋石油有限公司研究总院北京100028 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2022年第54卷第5期

页      面：1443-1455页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：自然科学基金(U1906233) 山东省联合基金(2019JZZY010801) 深圳市自由探索类基础研究(2021Szvup021) 高等学校基本科研业务费(DUT20ZD213)资助项目。 

主　　题：海洋核动力平台 定位系统 多体动力学 系泊力 动力放大系数 

摘      要：海洋核动力平台可以为海上油气开发、偏远岛屿和海水淡化等提供稳定的能源供给,是具有潜力的重要海洋装备.定位系统作为核动力平台的核心部位,主要由单点转塔、YOKE刚臂、系泊腿和系泊支架组成,属于典型的多刚体动力学系统.对定位系统进行多体动力学分析可以提高核动力平台长期作业的可靠性.基于多刚体动力学理论,结合定位系统多铰连接的拓扑结构,建立了定位系统的多体动力仿真模型;进而考虑核动力平台作业海洋环境,通过谱分析与线性叠加原理得到核动力平台在多年重现期下的六自由度运动时程.以我国首座海洋核动力平台为例,利用多体动力学模型分别计算了一年一遇、十年一遇和百年一遇海况下定位系统的系泊回复力与连接结构受力行为.计算结果与准静力学模型、Kane动力学模型进行对比,给出了定位系统的系泊回复刚度曲线,并提出了系泊回复力动力放大系数.研究可为定位系统系泊能力评估和各连接结构受力分析提供参考和借鉴.