半潛式平臺(tái)水動(dòng)力性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著工業(yè)化的發(fā)展，人類對(duì)油氣資源的需求不斷增長(zhǎng)，陸上和近海石油資源的減少，促使人類更加關(guān)注深海資源的勘探和開采。由于水深增加，傳統(tǒng)的重力式平臺(tái)和導(dǎo)管架平臺(tái)由于自身造價(jià)大幅度提高而不再適用，因此適合于深海作業(yè)的海洋平臺(tái)成為研究的熱點(diǎn)。目前，適用于深海鉆采的平臺(tái)類型主要有立柱式平臺(tái)(Spar)、張力腿平臺(tái)(TLP)和半潛式平臺(tái)(SEMI)。半潛式平臺(tái)由于具有更大的甲板空間和可變載荷、更大的作業(yè)水深范圍、更強(qiáng)的鉆采能力和總投資相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)，

2、將是滿足我國(guó)對(duì)南海油氣資源開采要求的最佳平臺(tái)類型。本文圍繞半潛式平臺(tái)，開展水動(dòng)力性能分析與多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　半潛式平臺(tái)水動(dòng)力性能分析。以三維勢(shì)流理論為基礎(chǔ)，在我國(guó)南海十年一遇的海況下，通過水動(dòng)力學(xué)軟件AQWA對(duì)一座水深為1500m的深水半潛式平臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)性能分析。首先，建立了半潛式平臺(tái)的水動(dòng)力模型，計(jì)算得到平臺(tái)的附加質(zhì)量、附加阻尼和RAO等水動(dòng)力參數(shù)，然后在我國(guó)南海十年一遇的海況下，分別在頻域和時(shí)域?qū)ζ脚_(tái)的運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行了數(shù)值

3、模擬，最后對(duì)二者結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在頻域計(jì)算和在時(shí)域計(jì)算得到的平臺(tái)的縱蕩和橫蕩的計(jì)算結(jié)果相差較大，垂蕩、橫搖和縱搖的計(jì)算結(jié)果較為吻合，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)兩種計(jì)算方法得出不一樣的結(jié)果主要是由于波浪低頻力的影響。
　　半潛式平臺(tái)水動(dòng)力性能與造價(jià)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了降低半潛式平臺(tái)的垂蕩響應(yīng)和建造成本，根據(jù)已有的半潛式平臺(tái)的數(shù)據(jù)確定了平臺(tái)主尺度的變化范圍，通過最優(yōu)拉丁超立方抽樣方法選取了20組樣本點(diǎn)，采用徑向基代理模型對(duì)平臺(tái)的垂蕩、橫搖、氣隙