半潜式平台运动性能与参数敏感性分析

发布时间：2023-08-06 19:00

　　近年来,半潜式平台在深海和超深海油气勘探开发中的应用越来越多。我国南海深水油气田的勘探开发已经拉开序幕,对于半潜式平台等深海平台的科学技术研究正在全国蓬勃开展。在半潜式平台水动力性能研究方面,除了常规水动力性能预报研究之外,还应特别关注与平台结构形式特点密切相关的特殊水动力问题。 论文充分调研了国内外半潜式平台的发展状况及水动力研究现状和趋势。对半潜式平台运动性能进行频域和时域数值计算及模型试验研究,并对纵荡、横荡、横摇、纵摇和垂荡性能的相关规律进行详细分析。数值与试验结果的对比分析表明:1)对于半潜式平台这类由柱体组成的结构物,应用Newman近似方法预报水平方向低频运动响应可以得到令人满意的结果,而进行垂向运动数值预报时,忽略粘性力作用会使得低频运动响应计算结果产生偏差,需要结合Morison公式计及粘性力的作用;2)横摇和纵摇运动固有频率均低于波浪频率,在波浪慢漂力作用下会出现显著低频运动响应,而且作业海况时低频响应远大于波频响应,生存海况时二者处于同一量级;3)垂荡运动是否出现低频响应则与所处海况联系紧密,作业海况时低频响应与波频响应处于同一量级,生存海况时则没有出现。低频垂向...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半潜式平台的发展与应用
        1.2.1 半潜式平台的发展
        1.2.2 我国半潜式平台的发展
        1.2.3 我国对深海平台的选型
    1.3 半潜式平台水动力性能研究现状
        1.3.1 水动力性能分析方法研究
        1.3.2 垂荡运动性能与新概念设计
        1.3.3 涡激运动
        1.3.4 基于水动力性能的参数优化
    1.4 论文主要研究内容及创新点
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 主要研究内容
        1.4.3 创新点
        1.4.4 研究的目的及意义
第二章 基本计算理论
    2.1 频域下半潜式平台水动力参数计算
        2.1.1 水动力分析模型
        2.1.2 半潜式平台水动力参数
            2.1.2.1 附加质量和阻尼系数
            2.1.2.2 回复力刚度
        2.1.3 线性波浪激励下的运动方程
    2.2 时域耦合分析
        2.2.1 浮式结构物的运动方程
        2.2.2 风载荷
        2.2.3 波浪载荷
            2.2.3.1 一阶波浪力
            2.2.3.2 二阶波浪漂移力
        2.2.4 流载荷
    2.3 半潜式平台的低频水动力
        2.3.1 势流成分
        2.3.2 粘性成分
    2.4 本章小结
第三章 半潜式平台模型试验研究
    3.1 相似法则与坐标系
        3.1.1 相似法则
        3.1.2 坐标系
    3.2 半潜式平台主要参数和模型
    3.3 试验设备
    3.4 环境条件
    3.5 模型试验
        3.5.1 静水试验
        3.5.2 规则波试验和白噪声试验
        3.5.3 不规则波试验
第四章 半潜式平台运动性能分析
    4.1 运动固有周期
    4.2 运动RAO
    4.3 纵荡和横荡运动性能
    4.4 垂荡运动性能
    4.5 纵摇和横摇运动性能
    4.6 本章小结
第五章 参数敏感性分析
    5.1 重心高度
    5.2 立柱、浮箱中心线间距
    5.3 横撑形式
    5.4 立柱、浮箱的截面形式
    5.5 吃水
    5.6 垂荡板尺寸及布置深度
    5.7 浮箱形式
    5.8 深吃水加垂荡板
    5.9 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要研究工作总结及结论
    6.2 进一步工作展望
参考文献
攻读学位期间发表(或录用)学术论文、专著情况
致谢



本文编号：3839874