15163.水深對(duì)軟剛臂式fpso淺水效應(yīng)及觸底的影響

1、水深水深對(duì)軟剛臂軟剛臂式FPSO淺水淺水效應(yīng)及觸底效應(yīng)及觸底的影響的影響ImpactofWaterDepthonShallowWaterEffectSeabedTouchingfSYMFPSO學(xué)科專業(yè)：船舶與海洋工程研究生：劉成義指導(dǎo)教師：唐友剛教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一四年十月摘要對(duì)于淺水軟剛臂式單點(diǎn)系泊FPSO，淺水效應(yīng)和觸底問(wèn)題是引起系泊載荷過(guò)大和FPSO結(jié)構(gòu)損壞的重要因素，也是當(dāng)前研究的兩大熱點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)30萬(wàn)噸級(jí)、16

2、萬(wàn)噸級(jí)和5萬(wàn)噸級(jí)軟剛臂式單點(diǎn)系泊FPSO的共八種裝載工況，分別采用Newman近似法和Pinkster近似法考慮FPSO所受二階波浪力，計(jì)算了不同WDT（水深吃水比）條件下單點(diǎn)系泊系統(tǒng)受力，分析系泊系統(tǒng)受力隨WDT變化的規(guī)律。此外，本文給出了計(jì)算FPSO須考慮淺水效應(yīng)的LWDT（臨界水深吃水比）的方法，分別計(jì)算了三艘FPSO在八種裝載工況下的LWDT，分析了該臨界值隨FPSO吃水、噸位變化的規(guī)律，并進(jìn)一步對(duì)“FPSO須考慮淺水效應(yīng)的LW

3、DT數(shù)據(jù)庫(kù)”進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。本文還從頻域和時(shí)域兩個(gè)方面分別對(duì)三艘FPSO滿載工況下的觸底問(wèn)題進(jìn)行了研究和分析。通過(guò)本文的研究工作，得出了如下主要結(jié)論：（1）FPSO的二階波浪載荷傳遞函數(shù)矩陣值整體隨水深的增加逐漸減??；對(duì)于某些差頻項(xiàng)，在淺水條件下，Pinkster近似法計(jì)算得到的二階波浪載荷傳遞函數(shù)值遠(yuǎn)大于Newman近似法的計(jì)算值。（2）采用Newman近似法考慮二階波浪力時(shí)，F(xiàn)PSO所受系泊力隨WDT的增加先增大后減小，但變化范圍不大

4、；采用Pinkster近似法考慮二階波浪力時(shí)，系泊力隨WDT的增大逐漸減小，且淺水條件下的系泊力遠(yuǎn)大于深水條件下的系泊力。（3）淺水條件下，Pinkster近似法計(jì)算得到的單點(diǎn)系泊力遠(yuǎn)大于Newman近似法計(jì)算得到的系泊力；在超過(guò)一定WDT時(shí)，Pinkster近似法計(jì)算得到的單點(diǎn)系泊力將小于Newman近似法計(jì)算得到的結(jié)果；兩種方法的所得系泊力相等時(shí)對(duì)應(yīng)的WDT，可作為工程上FPSO須考慮淺水效應(yīng)的LWDT。（4）對(duì)于同一FPSO，須考

5、慮淺水效應(yīng)的LWDT隨吃水的增加而減?。焕肍PSO排水體積將FPSO吃水無(wú)量綱化后，對(duì)于同一吃水，F(xiàn)PSO須考慮淺水效應(yīng)的LWDT隨FPSO噸位的增加而減小。（5）將FPSO的型式、設(shè)計(jì)排水量、吃水等參數(shù)作為變量，可以建立FPSO須考慮淺水效應(yīng)的LWDT數(shù)據(jù)庫(kù)；在工程設(shè)計(jì)中，僅需根據(jù)FPSO的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，即可在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找其須考慮淺水效應(yīng)的LWDT。（6）給出了頻域和時(shí)域內(nèi)FPSO觸底問(wèn)題的分析方法，并在時(shí)域內(nèi)計(jì)算了滿載工況下各FP