可拼装框架式超大型浮体概念设计及其水动力响应计算

作     者：陈聪 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵庆新;路新瀛

授予年度：2016年

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：超大型浮式基地 可拼装 框架式 AQWA 水动力响应 锚泊系统 耐久 

摘      要：超大型浮式结构(Very Large Floating Structure,VLFS)是发达国家拓展深海空间发展的重点工程技术,我国在此方面做了大量研究,当前东海及南海事件再次要求我们必须重视并加强对此技术的深入研究。本文在对现有国内外超大型浮式结构技术分析和研究的基础上,针对深远海海况及军民两用等需求,结合UHPC(Ultra High Performance Concrete)—钢组合技术,提出了可拼装框架式超大型浮体单元形式,参照Det norske Veritas准则,以框架式单元为基础拼装成框架式浮体单体,并从主尺度、材料选取及耐久性预测方面对框架式单体进行概念设计。利用AQWA有限元软件对所设计的结构单体在不同海况、不同海洋环境力等严酷条件作用下水动力响应、静稳性及系泊张力响应进行数值模拟分析,与欧美发达国家提出的离岸式浮式基地(Mobil Offshore Base,MOB)单体进行了对比。结果表明:在百年一遇海况下,框架式浮体单体的横荡、纵荡、横摇、纵摇响应值比MOB单体分别低15%、27%、5%、30%,一年一遇海况条件下,其值分别低45%、53%、9.8%、17%,表现出更优的水动力响应;框架式浮体单体在恢复静平衡过程中迭代次数也比MOB单体少,具有更好的的静稳性。框架式浮体的系泊线张力响应比MOB单体系泊张力;系泊线安全系数均大于1.67,表明系泊线张力上均满足API RP 2SK规范要求。