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张力腿平台动力响应研究

张力腿平台动力响应研究

作者：任顺利中国石油大学

学位级别：硕士

张力腿平台是一种复合型的海上平台,在竖直方向为刚性,但在水平方向显示柔性。张力腿平台船体是通过竖向的系泊缆(Tendon)连接到海底基座,通过浮力大于平台自重使系泊缆有充足的张紧力。本文对现有的几种类型的张力腿平台的出现背景、... 详细信息

张力腿平台是一种复合型的海上平台,在竖直方向为刚性,但在水平方向显示柔性。张力腿平台船体是通过竖向的系泊缆(Tendon)连接到海底基座,通过浮力大于平台自重使系泊缆有充足的张紧力。本文对现有的几种类型的张力腿平台的出现背景、结构设计的创新特点以及优势做了简要叙述。对张力腿平台的动力响应分析是其设计阶段的重要步骤,通过运动响应分析可以得到张力腿平台在波浪作用下的响应,定量地分析张力腿平台在不同方向、不同频率波浪作用下的响应值。本文以三维势流理论为基础,采用理论分析与数值计算相结合的方式,研究了张力腿平台的动力特性。采用挪威船级社SESAM大型海洋工程分析系统建立相应的几何模型、边界元模型、莫里森模型和质量模型,计算了张力腿平台所受到的一阶波浪力,包括附加质量力和势流阻尼力,并且计算得到了二阶波浪力,分析了这些参数随着的入射波浪频率变化的变化规律。并得到了张力腿平台一阶运动与力响应函数(RAO)。张力腿平台的初期设计中涉及到许多重要的参数,如其吃水深度、作业水深、及张力腿数量等。本文利用频域分析得到了张力腿平台的吃水深度及张力腿的数量对张力腿平台的总体运动性能的影响。假定入射波浪为零均值,呈高斯分布,大量的实践表明船体运动和载荷的短期响应服从Rayleigh分布,为了描述在张力腿平台在海况不变的条件下,几分钟至数小时内船体的响应情况,本文对该张力腿平台进行了短期运动响应预报,得到了张力腿平台短期运动的短期响应数据。为以后的张力腿平台的设计提供了依据。

关键词：张力腿平台运动响应传递函数短期预报漂移力

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平台与柔性构件的频域耦合动力分析

平台与柔性构件的频域耦合动力分析

作者：张健哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

浮式平台的耦合动力分析是当前海洋工程领域的一大研究热点。平台与柔性构件的相互作用不仅影响平台的运动,而且对浮体的波浪载荷也会产生影响。本文考虑缆索和立管的影响进行了浮式平台耦合动力分析研究。论文完成的主要工作有:1)在浮... 详细信息

浮式平台的耦合动力分析是当前海洋工程领域的一大研究热点。平台与柔性构件的相互作用不仅影响平台的运动,而且对浮体的波浪载荷也会产生影响。本文考虑缆索和立管的影响进行了浮式平台耦合动力分析研究。论文完成的主要工作有:1)在浮体三维水动力数值计算方面,采用基于源/偶极混合分布的边界积分方程模型求解非定常扰动势,提出了一种与之相匹配的利用有限元网格划分工具划分物面边界元的网格划分方法。应用该方法计算了一漂浮圆球和漂浮方盒的水动力系数,并与法国船级社开发的水动力计算软件的计算结果进行了对比。2)本文根据远场积分法计算了平台的水平定常漂移力,导出了可以计及入射、绕射及辐射作用的系统二次传递函数的计算式。3)在研究柔性构件对浮体运动影响时,将系泊系统等效为刚度,将立管系统等效为阻尼。基于悬链线理论推导出了完整的链端刚度系数,研究了平台漂移对链端刚度的影响。考虑刚度影响区域的不同,针对柔性立管提出了等效弹性梁模型,可用于计算立管的等效阻尼。4)提出了一种浮体与柔性构件的耦合模式。平台漂移导致系泊刚度改变,变化的刚度影响平台的运动,新的运动带来新的漂移。对一个简易平台模型进行了耦合分析。

关键词：边界元漂移力二次传递函数系泊刚度耦合动力分析

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波浪中锚泊浮堤系统特性的理论研究

交通部上海船舶运输科学研究所学报 1991年第2期14卷 34-47页

作者：王维宇毛伟清交通部上海船舶运输科学研究所性能室

本文研究了在规则波作用下锚泊浮堤的运动响应、消波性能、横漂力引起的堤体横漂量以及此时链的受力情况。在理论计算过程中应用了Frank源汇分布法和Grim切片理论,并采用九尾的远场积分法计算二阶漂移力,采用Kim法计算无穷远处的反射波... 详细信息

本文研究了在规则波作用下锚泊浮堤的运动响应、消波性能、横漂力引起的堤体横漂量以及此时链的受力情况。在理论计算过程中应用了Frank源汇分布法和Grim切片理论,并采用九尾的远场积分法计算二阶漂移力,采用Kim法计算无穷远处的反射波波幅,用传统的悬链线理论对锚泊系统作静力计算,还将矩形剖面防波堤的计算结果与日本井上义行的计算结果以及我国南京水利科学研究院有关矩形剖面防波堤的系列模型试验結果做了比较,计算结果和试验结果接近,吻合。本研究的目的在于用理论方法预测浮式防波堤的特性并优化防波堤的形状。

关键词：浮堤运动响应消波漂移力

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风浪流联合作用下单点系泊船的受力分析

海洋技术 2005年第3期24卷 96-100页

作者：余建星王永功王宏伟天津大学建筑工程学院天津300072

研究了风浪流联合作用下单点系泊船的受力问题。在应用N ewm an公式计算波浪漂移力的基础上,结合文献《F leetM oorings D es ign M anua l》,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算... 详细信息

研究了风浪流联合作用下单点系泊船的受力问题。在应用N ewm an公式计算波浪漂移力的基础上,结合文献《F leetM oorings D es ign M anua l》,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法。提出了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法。为缆绳、锚的选择以及舵角的控制提供了依据。最后通过算例验证了本方法的适用性和实用性。

关键词：船舶单点系泊漂移力受力分析

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两船在波浪载荷作用下的运动响应分析

中国舰船研究 2012年第2期7卷 24-28页

作者：陈明明王志东杨爽吴贺贺江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

基于波浪辐射/绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应。计算结果表明,当两船间距为5 m时驳船的附加质量比间距... 详细信息

基于波浪辐射/绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应。计算结果表明,当两船间距为5 m时驳船的附加质量比间距为10 m时的值大2倍多,驳船的附加质量和阻尼随着间距的减小逐渐增大;在间距30 m时,驳船的速度越小所受的漂移力就越大,并且驳船的横摇和首摇运动就越剧烈。

关键词：运动响应数值模拟漂移力 AQWA