海洋平臺(tái)多浮體水動(dòng)力耦合分析.pdf

1、21世紀(jì)是海洋能源開(kāi)發(fā)的新世紀(jì)，油氣資源的開(kāi)發(fā)是海洋資源開(kāi)發(fā)的重要組成部分。隨著海洋資源開(kāi)發(fā)的加快和深化，以前被認(rèn)為很具挑戰(zhàn)性的多浮體也越來(lái)越普遍。深海油田的開(kāi)發(fā)重要挑戰(zhàn)之一是為促進(jìn)生產(chǎn)平臺(tái)鉆井所需增加的載荷和功能要求。而平臺(tái)上方重量的增加將大大增加平臺(tái)的資本成本。為解決面臨的挑戰(zhàn)，需要開(kāi)發(fā)出可靠又經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采平臺(tái)系統(tǒng)，而鉆井支持平臺(tái)的出現(xiàn)減少了生產(chǎn)平臺(tái)上的載荷和功能需求。這樣由張力腿生產(chǎn)平臺(tái)和半潛式鉆井支持平臺(tái)形成的海洋平臺(tái)多浮體在深水

2、作業(yè)時(shí)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。由于作業(yè)的需要，兩平臺(tái)之間的間距不大。為了保證在深水作業(yè)時(shí)不發(fā)生碰撞以及順利地進(jìn)行海上鉆井作業(yè)，對(duì)海洋平臺(tái)多浮體及系泊系統(tǒng)進(jìn)行水動(dòng)力耦合分析具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文采用時(shí)域耦合方法，針對(duì)張力腿生產(chǎn)平臺(tái)和半潛式鉆井支持平臺(tái)組成的海洋平臺(tái)多浮體進(jìn)行耦合分析，獲得兩平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及系泊系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)特性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
　　1.海洋平臺(tái)多浮體的水動(dòng)力性能研究。在一階線性波理

3、論和二階非線性波浪理論的基礎(chǔ)上，基于三維頻域Green函數(shù)法計(jì)算了輻射勢(shì)和繞射勢(shì)，得到作用在浮體上的波浪載荷。同時(shí)，采用 AQWA軟件對(duì)海洋平臺(tái)多浮體進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到水動(dòng)力相互作用對(duì)平臺(tái)的附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)以及作用在平臺(tái)上的一階波激力和定常漂移力的影響。
　　2.單浮體（張力腿生產(chǎn)平臺(tái)和半潛式鉆井支持平臺(tái)）運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及系泊系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)研究。計(jì)算得到了單浮體六自由度響應(yīng)及系泊纜索頂端張力的時(shí)間歷程曲線，并通過(guò)傅里葉變換對(duì)這些響應(yīng)結(jié)