基于AQWA的單點軟剛臂系泊浮體的水動力響應研究.pdf

1、隨著海洋資源開發(fā)進程的不斷深入，各類海洋作業(yè)平臺相繼投入使用。當前我國海洋生產平臺上均通過自建的發(fā)電機組供電，由于其存在諸多不足，因此考慮利用專門的浮式平臺為其提供能源，并采用單點軟剛臂系泊。由于軟剛臂系泊的船體通常具有較大的運動響應，為研究系泊船在海上作業(yè)的安全性，本文基于AQWA軟件開展了系泊船的水動力響應研究，分析其在海洋環(huán)境荷載下的運動及其軟剛臂系泊力的規(guī)律。
　　本文首先開展了系泊船頻域下的數(shù)值計算，得到運動幅值響應算子

2、、一階波浪力、附加質量、輻射阻尼等水動力參數(shù)，比較分析了不同水深、吃水和入射方向下運動性能。建立系泊船與軟剛臂系泊系統(tǒng)的多剛體耦合動力分析模型，對系泊船在不規(guī)則波浪和風浪流組合荷載下進行了時域模擬計算，分析了系泊船在不同風浪流組合下運動和系泊荷載響應規(guī)律，分析了不同吃水、水深、重現(xiàn)期、壓載水質量下極限海況的船體運動以及軟剛臂系泊力響應，主要得到下結論：
　?。?）水平面內的運動響應RAOs隨頻率增加而迅速減小，水深的變化對RAOs

3、的影響并不明顯；在波頻以及高頻范圍內，垂直面內RAOs隨著水深吃水比的減小而減小。
　?。?）隨著水深吃水比的減小，附加質量和輻射阻尼有大幅增加，特別是垂直面內的運動模態(tài)，其增大趨勢十分明顯。
　?。?）風浪流作用下，船體的平衡位置主要取決于風、流方向，與浪向關系較小。
　?。?）在迎風、頂浪條件下，隨著流荷載與船體初始艏向夾角的增大，船體運動幅值增大；在迎風、斜浪條件下，船體運動幅值隨夾角的增大反而減小，以船體的橫向

4、運動（橫蕩、橫搖、艏搖）表現(xiàn)較為明顯。在風浪同向、橫流，以及迎風、斜浪、無流或斜流情況下系泊船運動響應及軟剛臂系泊力最大，可認為較為危險的荷載組合。
　?。?）在千年一遇及萬年一遇風浪流荷載作用下，X-Z平面運動（縱蕩、升沉、縱搖）大幅增加，發(fā)生軟剛臂與船艏的劇烈碰撞，產生遠超設計值的系泊力極大值。
　?。?）吃水的增加引起的船舶的運動響應與系泊力的增加不大。
　?。?）水平面內運動響應隨著水深的減小而大幅增加，而垂直