半潛式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)耦合分析方法及水動(dòng)力模型試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著近水油氣資源的開(kāi)發(fā)殆盡,海洋資源的開(kāi)采已逐漸步入深海。浮式海洋結(jié)構(gòu)物作為深水油氣資源開(kāi)發(fā)的利器,其所處的海洋環(huán)境極其惡劣,動(dòng)力響應(yīng)十分復(fù)雜。深水浮式系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)是整個(gè)浮式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù),準(zhǔn)確預(yù)報(bào)浮式結(jié)構(gòu)物對(duì)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及其系泊纜索的動(dòng)力響應(yīng)有著及其重要的作用。水池模型試驗(yàn)是預(yù)報(bào)浮式系統(tǒng)動(dòng)力特性最可靠的方法,然而由于水池的尺寸有限,對(duì)于深水浮式結(jié)構(gòu)物而言,在常規(guī)縮尺比下很難滿足其試驗(yàn)要求。為解決深水浮式結(jié)構(gòu)物模型試驗(yàn)的問(wèn)題,混合模型試

2、驗(yàn)方法被提出,即用水深截?cái)嘞挡聪到y(tǒng)代替全水深系泊系統(tǒng)進(jìn)行模型試驗(yàn)。然而水深截?cái)嘞挡聪到y(tǒng)并不能完全等效替代全水深系泊系統(tǒng),兩者的動(dòng)力特性存在差異,且差異隨截?cái)嘁蜃拥脑龃蠖龃?因此對(duì)混合模型試驗(yàn)進(jìn)行深入研究是必要的。
　　本文以一座中海油深水半潛式平臺(tái)的混合模型試驗(yàn)為背景,對(duì)混合模型試驗(yàn)及水深截?cái)嘞挡蠢|索的動(dòng)力特性展開(kāi)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.水深截?cái)嘞挡蠢|索的靜力等效設(shè)計(jì)。運(yùn)用懸鏈線法完成系泊系統(tǒng)的靜力分析,采

3、用經(jīng)驗(yàn)公式和迭代法設(shè)計(jì)了全水深400m懸鏈線系泊纜索的200m非均質(zhì)截?cái)嘞挡蠢|索及全水深為1000m懸鏈線系泊纜索的200m均質(zhì)截?cái)嘞挡蠢|索。從全水深系泊系統(tǒng)和水深截?cái)嘞挡聪到y(tǒng)的靜力特性對(duì)比可知,截?cái)喾椒尚小?br>　　2.大水深截?cái)嘁蜃铀罱財(cái)嘞挡蠢|索選型研究及水深截?cái)嘞挡蠢|索動(dòng)力相似設(shè)計(jì)。對(duì)三種水深截?cái)嘁蜃訛?的水深截?cái)嘞到y(tǒng)與半潛式平臺(tái)進(jìn)行全時(shí)域耦合分析,提取平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及纜索的動(dòng)力響應(yīng),與相同條件下全水深系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比,綜

4、合各項(xiàng)因素,確定最適合用于模型試驗(yàn)的水深截?cái)嘞挡蠢|索型式。在完成全水深為1500m、1000m及400m的懸鏈線系泊纜索的200m水深截?cái)嘞挡蠢|索靜力相似設(shè)計(jì)后,進(jìn)行進(jìn)一步的動(dòng)力改進(jìn)相似設(shè)計(jì)。
　　3.以半潛式平臺(tái)在1500m和1000m水深作業(yè)為背景,進(jìn)行模型試驗(yàn),得到平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和代表性的纜索張力。用SESAM軟件的Wadam模塊對(duì)截?cái)嗨钅Ｐ驮囼?yàn)進(jìn)行數(shù)值重構(gòu),在DeepC模塊中進(jìn)行數(shù)值外推。對(duì)比三種不同截?cái)嘁蜃拥乃罱財(cái)嘞?/p>