基于ANSYS軟件實(shí)現(xiàn)Spar平臺(tái)的波浪載荷動(dòng)力分析.pdf

1、隨著陸上和近海油氣資源的日漸枯竭，為了滿足日益增長(zhǎng)的能源需求，深海油氣的開(kāi)發(fā)已成為必然趨勢(shì)。而伴隨著人類進(jìn)軍深海的腳步口益加快，各種類型適應(yīng)深海開(kāi)發(fā)的海洋平臺(tái)層出不窮，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，系泊浮式采油平臺(tái)是未來(lái)深海開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)和主體。以Spar平臺(tái)和張力腿平臺(tái)為代表的新型采油平臺(tái)，還在不斷地采用突破性的新技術(shù)，正朝著更大水深、更好經(jīng)濟(jì)性、更強(qiáng)適應(yīng)性的方向飛速發(fā)展。但是隨著水深的增加，海洋環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜，使得人們對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)和性能提出了

2、更高的要求，也對(duì)工程和科學(xué)界提出了更高的挑戰(zhàn)。 本文運(yùn)用ANSYS有限元模擬軟件，并采用PSD隨機(jī)振動(dòng)模擬方法，以一座位于墨西哥灣—世界上第一座Truss Spar平臺(tái)Nansen Spar平臺(tái)為模型，在隨機(jī)波浪載荷(JONSWAP波浪譜)作用下，進(jìn)行平臺(tái)的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬研究。論文設(shè)置了兩種不同的計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比，包括模態(tài)法和PSD隨機(jī)振動(dòng)法。并且在PSD隨機(jī)振動(dòng)法模擬中采取了兩種不同頻率的隨機(jī)波浪譜進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)模擬。結(jié)果表明

3、：在進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，Spar平臺(tái)的振動(dòng)是從桁架上部的重心位置向上部和下部開(kāi)始振動(dòng)，平臺(tái)的縱蕩、橫蕩、垂蕩都比較劇烈。其中對(duì)平臺(tái)影響最大的為平臺(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)；在不發(fā)生共振的頻率范圍內(nèi)時(shí)，Spar 平臺(tái)在隨機(jī)波浪載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)與波浪能量的頻率范圍是相同的。其中，Spar平臺(tái)的Y方向的位移響應(yīng)、速度響應(yīng)和加速度響應(yīng)是最大的；搖擺響應(yīng)是繞X軸的為最大；而對(duì)于不同的部位的動(dòng)力響應(yīng)值，則是平臺(tái)的筒體(即重心附近)為最低；平臺(tái)的垂蕩板的Y方向的動(dòng)