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spar平台主体垂荡-月池流体耦合运动模型试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2015年第3期36卷 287-291页

作者：刘利琴张永恒满金双刘春媛何鑫天津大学建筑工程学院天津300072

针对spar平台主体垂荡-月池流体耦合运动问题,采用模型试验的方法进行了研究。设计了可拆卸的月池底部挡板及垂荡板,通过静水中自由衰减试验及波浪中强迫运动试验,分析了月池流体对平台主体垂荡运动的影响。结果表明:月池流体显著增加... 详细信息

针对spar平台主体垂荡-月池流体耦合运动问题,采用模型试验的方法进行了研究。设计了可拆卸的月池底部挡板及垂荡板,通过静水中自由衰减试验及波浪中强迫运动试验,分析了月池流体对平台主体垂荡运动的影响。结果表明:月池流体显著增加了平台垂荡阻尼;当波浪周期接近平台垂荡固有周期时,月池流体对平台主体垂荡有抑制效应,且抑制程度与月池开孔面积有关;对于较大的底部挡板开孔率,平台主体垂荡RAO有2个峰,当波浪周期接近月池流体垂向振动固有周期时,也会激起平台主体较大的垂荡运动。实际中采用半开口月池时,应考虑月池流体对平台主体垂荡运动的影响。

关键词： spar平台垂荡月池模型试验阻尼垂荡RAO 耦合运动

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spar平台浮力罐碰撞疲劳分析

上海交通大学学报 2008年第8期42卷 1349-1352,1357页

作者：许靖王德禹上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

采用数值方法给出浮力罐受碰撞载荷作用位置在不同参数下的应力范围,然后用线性累积损伤理论计算出碰撞位置的相应疲劳寿命.计算结果表明:增加浮力罐舱壁的厚度可以使碰撞位置的疲劳寿命略有增加;增加浮力罐舱壁的直径可以使碰撞位置的... 详细信息

采用数值方法给出浮力罐受碰撞载荷作用位置在不同参数下的应力范围,然后用线性累积损伤理论计算出碰撞位置的相应疲劳寿命.计算结果表明:增加浮力罐舱壁的厚度可以使碰撞位置的疲劳寿命略有增加;增加浮力罐舱壁的直径可以使碰撞位置的疲劳寿命略有减少;海水压力使浮力罐上部碰撞位置的疲劳寿命略有增加,使浮力罐下部碰撞位置的疲劳寿命显著下降;浮力罐下部碰撞位置的碰撞疲劳寿命远高于上部碰撞位置的碰撞疲劳寿命.

关键词： spar平台浮力罐碰撞疲劳寿命导缆框

spar平台多自由度耦合的涡激运动数值模拟研究

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船舶力学 2024年第7期28卷 1040-1050页

作者：周阳李忠明张艺林王锋浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江舟山316022 浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

为研究spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:spar平台在横荡、垂荡与横摇三... 详细信息

为研究spar平台在均匀流作用下多自由度耦合的涡激运动特性,本文基于STAR-CCM+求解器建立了考虑流固耦合的spar平台涡激运动数值模型,探讨了纵荡、横荡、垂荡、纵摇和横摇五个自由度的耦合效应。结果表明:spar平台在横荡、垂荡与横摇三个自由度发生明显“涡激共振”现象,并且垂荡与横摇自由度“涡激共振”现象发生的速度区间基本一致;横荡与横摇自由度保持着较高的耦合性,横荡共振时横荡与横摇的运动主频保持1:1的关系,横摇共振时横荡运动频谱的次峰频率等于横摇运动主频;纵荡、垂荡与纵摇三个自由度存在复杂的非线性耦合运动关系,不仅纵荡、垂荡的运动主频始终存在于纵摇频谱中,而且纵摇与纵荡、纵摇与垂荡的耦合程度在不同的折合速度范围内存在差异。

关键词： spar平台涡激运动流固耦合多自由度 STAR-CCM+

spar平台主体垂荡-月池流体耦合动力学建模及耦合效应分析

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振动工程学报 2014年第1期27卷 104-110页

作者：刘利琴周斌黄磊唐友刚天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

考虑月池流体的耦合效应研究spar平台主体垂荡运动特性。根据可变形控制体质量守恒定律及动量守恒定律建立月池内流体垂向运动方程;考虑顶张紧立管(TTRs)及张紧器刚度,建立平台主体垂荡与月池流体耦合运动模型。采用势流理论求解平台主... 详细信息

考虑月池流体的耦合效应研究spar平台主体垂荡运动特性。根据可变形控制体质量守恒定律及动量守恒定律建立月池内流体垂向运动方程;考虑顶张紧立管(TTRs)及张紧器刚度,建立平台主体垂荡与月池流体耦合运动模型。采用势流理论求解平台主体受到的波浪激励力,数值计算主体垂荡响应,分析月池底部挡板面积及耦合系数对主体垂荡的影响。结果表明,月池流体对主体垂荡有抑制作用,合理设计挡板面积可减小平台主体的垂荡运动。随着挡板开口面积的增加,主体垂荡RAO逐渐呈现两个峰,波浪周期接近月池流体垂向振动固有周期时也会激起主体较大的垂荡运动;平台主体与月池流体之间的耦合系数对主体垂荡运动影响显著。

关键词： spar平台耦合效应垂荡月池挡板面积

spar平台垂荡-纵摇与月池内流体垂向振动的耦合运动研究

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振动与冲击 2016年第19期35卷 113-118,131页

作者：刘利琴邱雨张永恒唐友刚天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

考虑半开口月池,研究桁架式spar平台垂荡、纵摇、月池内流体垂向振动的耦合运动。建立了平台垂荡-纵摇-月池内流体垂向振动的耦合运动方程,推导了月池内流体对平台垂荡和纵摇运动产生的力和力矩。针对三种工况,即不考虑月池开口、月池... 详细信息

考虑半开口月池,研究桁架式spar平台垂荡、纵摇、月池内流体垂向振动的耦合运动。建立了平台垂荡-纵摇-月池内流体垂向振动的耦合运动方程,推导了月池内流体对平台垂荡和纵摇运动产生的力和力矩。针对三种工况,即不考虑月池开口、月池开孔率为30%和70%,数值计算了耦合系统的运动响应,分析了月池内流体对平台垂荡和纵摇运动的影响,结果表明,月池内流体对平台主体垂荡有抑制作用,且抑制程度与月池开孔面积有关;对于70%的开孔率,平台垂荡响应RAO曲线在月池流体垂向振动固有周期附近出现高频峰值;70%开孔率时,月池内流体的运动远大于30%开孔率的情况;考虑月池开口后,平台的纵摇响应变化较小。最后,分析了耦合参数对平台及月池内流体运动的影响。

关键词： spar平台半开口月池垂荡-纵摇耦合耦合参数分析

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spar平台多自由度涡激运动分析方法研究

中国造船 2021年第4期62卷 152-165页

作者：周阳李忠明魏东泽白兴兰潘昀浙江海洋大学海洋工程装备学院舟山316000

研究spar平台多自由度耦合时的涡激运动特性。采用MATLAB软件建立了spar平台涡激运动分析模型,该模型充分考虑位移、速度以及加速度的流固耦合效应,并将结构阻尼和流体阻尼加以区分。用该模型分析不同流速下平台涡激运动时横荡、纵荡、... 详细信息

研究spar平台多自由度耦合时的涡激运动特性。采用MATLAB软件建立了spar平台涡激运动分析模型,该模型充分考虑位移、速度以及加速度的流固耦合效应,并将结构阻尼和流体阻尼加以区分。用该模型分析不同流速下平台涡激运动时横荡、纵荡、横摇和纵摇的运动特性。利用ANSYS-CFX软件对平台进行涡激运动数值模拟,分析升阻力系数的变化规律,并将动力参数修正后的分析模型的运动响应计算结果与数值模拟结果进行比较。研究结果表明:流体阻尼显著降低了平台的纵荡运动以及锁定区的横荡运动。理论模型和数值模拟的计算结果存在一定差异,在锁定区外两者的横荡运动吻合较好。论文为涡激运动研究提供了一种理论分析方法,可为spar平台结构主尺度设计提供参考。

关键词： spar平台涡激运动多自由度流固耦合流体阻尼

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spar平台垂荡板受迫振荡水动力特性研究

船舶力学 2009年第1期13卷 27-33页

作者：吴维武缪泉明匡晓峰杨烁何再明中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

首先针对圆形实板以及不同透空率下垂荡板作受迫正弦振荡的水动力特性进行了数值模拟研究,得到垂荡板作正弦振荡的阻力和附加质量系数,进而分析得出透空率对垂荡板阻尼及附加质量的影响规律;其次比较了相同透空率情况下不同小孔数目对... 详细信息

首先针对圆形实板以及不同透空率下垂荡板作受迫正弦振荡的水动力特性进行了数值模拟研究,得到垂荡板作正弦振荡的阻力和附加质量系数,进而分析得出透空率对垂荡板阻尼及附加质量的影响规律;其次比较了相同透空率情况下不同小孔数目对垂荡板水动力特性的影响,并比较了不同形状垂荡板的水动力特性;最后还对双板之间的间距进行了优化计算。在此基础上综合考虑垂荡板受迫振荡水动力特性,为深水spar平台的垂荡板优化设计提供技术指导,使其能够有效地改善spar平台的垂荡运动性能。

关键词： spar平台垂荡板水动力特性

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spar平台立管相互碰撞的有限元分析

振动与冲击 2007年第9期26卷 115-119页

作者：陈云水王德禹上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

以spar平台中立管与立管碰撞为研究对象,采用三维有限元模拟碰撞过程,并采用显示动力求解结构的最大碰撞力及最大碰撞应力,计算且讨论了内压、碰撞时立管之间的夹角、碰撞时立管速度之间的夹角及摩擦对立管碰撞的影响。结果表明一定的... 详细信息

以spar平台中立管与立管碰撞为研究对象,采用三维有限元模拟碰撞过程,并采用显示动力求解结构的最大碰撞力及最大碰撞应力,计算且讨论了内压、碰撞时立管之间的夹角、碰撞时立管速度之间的夹角及摩擦对立管碰撞的影响。结果表明一定的内压值可以使立管在径向更不容易破坏,对于带有保护层的立管,不同角度碰撞对立管碰撞的影响相对较少,当碰撞角度为45度,最大碰撞应力比较小,摩擦对立管碰撞影响不是很大。

关键词： spar平台立管碰撞有限元碰撞力及应力

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spar平台垂荡—纵摇耦合运动的不稳定性

船舶力学 2009年第4期13卷 551-556页

作者：刘利琴唐友刚王文杰天津大学建工学院船舶与海洋工程系天津300072

研究了深水spar平台垂荡—纵摇耦合不稳定运动的形式和条件。以经典spar平台为例,基于垂荡包络线概念,分析了平台垂荡—纵摇耦合运动的相互放大效应及"舞动"运动。结果表明,当垂荡包络线周期与纵摇固有周期相等时,纵摇运动失稳;因纵摇... 详细信息

研究了深水spar平台垂荡—纵摇耦合不稳定运动的形式和条件。以经典spar平台为例,基于垂荡包络线概念,分析了平台垂荡—纵摇耦合运动的相互放大效应及"舞动"运动。结果表明,当垂荡包络线周期与纵摇固有周期相等时,纵摇运动失稳;因纵摇对垂荡的耦合影响,垂荡幅值不断增大,同时垂荡运动的变化又影响纵摇运动,使得纵摇幅值小幅度增加,平台运动存在相互放大效应。纵摇失稳后,spar平台将处在一种奇特的"舞动"运动形式。

关键词： spar平台垂荡—纵摇耦合运动相互放大效应舞动运动