波流作用下經(jīng)典Spar平臺非線性運動穩(wěn)定性研究及系纜張力計算.pdf

1、Spar平臺作為深海采油平臺，其適應的水深范圍為500m-3000m。在海洋中，Spar平臺承受著風、浪、流等多種環(huán)境載荷的作用，其中，海流和波浪所產(chǎn)生的載荷對海洋結(jié)構(gòu)的影響最大。為此，本文運用AQWA軟件研究了Spar平臺在波流組合作用下的運動穩(wěn)定性問題，同時，還研究了系泊系統(tǒng)中系泊纜的張力問題。本文的具體工作及研究結(jié)論如下：
　　 從Spar平臺的發(fā)展歷程、總體性能及結(jié)構(gòu)特點等方面簡單介紹了Spar平臺的一些特性和研究現(xiàn)狀，

2、對國內(nèi)外在波流組合作用下Spar平臺的非線性運動響應及系泊系統(tǒng)方面的研究進行了綜述，明確了本文研究的方向。
　　 運用剛體動力學理論建立了Spar平臺垂蕩-縱搖耦合運動方程，并進行了一定的簡化，給出了系泊力、流力及波浪力的計算方法。
　　 用多尺度法求解了包含流力在內(nèi)的垂蕩-縱搖耦合運動方程，得出了一階近似解，并用AQWA軟件進行模擬，得出如下結(jié)論：發(fā)生內(nèi)共振后，當波高達到一定高度時，垂蕩能量將會飽和并向縱搖傳遞，使縱搖

3、運動加大。還研究了流的存在對內(nèi)共振的影響，得出如下結(jié)論：當加入流后，內(nèi)共振現(xiàn)象并沒有發(fā)生改變，內(nèi)共振頻率也沒有發(fā)生變化。
　　 研究了流的加入對平臺縱蕩二階慢漂力的影響，得出結(jié)論如下：當波流同向入射(180°)時，流的加入會大大增加平臺在迎浪側(cè)所受到的縱蕩二階慢漂力；當波流夾角為90°時，流的加入不會對平臺在迎浪側(cè)所受到的縱蕩二階慢漂力產(chǎn)生影響；當波流反向時，流的存在會減小平臺在迎浪側(cè)所受到的縱蕩二階慢漂力。
　　 本文

4、還通過改變波流夾角、系泊方式及初始預張力角對系泊系統(tǒng)中系泊纜的張力進行了研究，分析計算了四組系泊纜的系泊方式下其中一根纜斷裂對其它系纜張力及縱蕩、垂蕩和縱搖的影響，得出結(jié)論如下：在系泊系統(tǒng)中，系纜在導纜器處所受到的張力是整根系泊纜在各點處所受到的張力中最大的；在不同波流組合作用下，當波流同向(180°)時，迎浪側(cè)系纜在導纜器處所受到的張力是最大的，但在該處的安全系數(shù)在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，不會產(chǎn)生危險；而在鋼絲繩和錨鏈的連接處，由于鋼絲繩的

5、破斷張力比較小，而其所受到的張力比較大，因而該點處需要進行校核；隨著波流夾角的增大，迎浪側(cè)系纜的張力逐漸減小，而其對側(cè)的系纜張力逐漸增大，流的角度變化在一定程度上影響了系纜的張力分布；在環(huán)境條件、系泊纜參數(shù)均相同的條件下，在波流同向(180°)時，四組系泊方式下系纜在迎浪側(cè)導纜器處的最大張力值要大于三組系泊方式下的；當初始預張力角度變大后，會使系泊纜的張力大大增加，從而會對系纜的安全性產(chǎn)生影響；當波流同向入射(180°)時，在迎浪側(cè)，一