深水海洋環(huán)境的隨機(jī)性研究及其在平臺(tái)操作模擬中的應(yīng)用.pdf

1、本研究課題依附于國(guó)家863課題“深水海洋平臺(tái)海上作業(yè)模擬操作系統(tǒng)”，以上海交通大學(xué)自主開(kāi)發(fā)的“海洋石油981平臺(tái)深水模擬系統(tǒng)”為研究基礎(chǔ)，針對(duì)海洋平臺(tái)操作系統(tǒng)中深水海洋環(huán)境的隨機(jī)性變化展開(kāi)研究并開(kāi)發(fā)了模擬程序。
　　本論文中在分析介紹深水海洋環(huán)境組成的基礎(chǔ)上，選取了海洋環(huán)境中最主要的三大環(huán)境因素，即風(fēng)、波浪與海流作為研究與模擬對(duì)象。針對(duì)每個(gè)環(huán)境因素分別在分析模擬操作系統(tǒng)所提出的模擬要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了模擬方法并利用Matlab軟件

2、開(kāi)發(fā)了模擬程序，給出了模擬程序流程圖以及模擬參數(shù)選取方法。
　　在風(fēng)速模擬方面，本文選取了組合風(fēng)速模型作為基本模擬模型，并在其基礎(chǔ)上針對(duì)海上風(fēng)速特性以及風(fēng)速隨高度變化特性進(jìn)行改進(jìn)，另外，還增加了無(wú)參數(shù)法模擬方法。在風(fēng)向模擬方面，在分析風(fēng)向隨機(jī)變化特性的基礎(chǔ)上分別設(shè)計(jì)了每小時(shí)主導(dǎo)風(fēng)向以及瞬時(shí)風(fēng)向的模擬方法與模擬參數(shù)取值辦法。針對(duì)三維波浪模擬，本文在分析多種波浪模擬方法之后，選取了以波浪譜為基礎(chǔ)的模擬方法，提供了多種頻譜函數(shù)與方向擴(kuò)展

3、函數(shù)進(jìn)行三維波浪動(dòng)態(tài)模擬。在海流模擬程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中，根據(jù)海流流速及流向在實(shí)際環(huán)境中的變化特性，分別設(shè)計(jì)了同一水深處流速、流向的隨機(jī)模擬方法，以及不同水深處流速及流向垂向分布的模擬方法。另外，在海流流速的模擬中，還加入了針對(duì)海洋激流的隨機(jī)模擬。最后，將各環(huán)境因素的模擬程序進(jìn)行整合，完成了深水海洋環(huán)境整體隨機(jī)性模擬程序的開(kāi)發(fā)工作。
　　本研究論文中還設(shè)計(jì)了不同的環(huán)境輸入?yún)?shù)，給出了各種情形下風(fēng)、波浪以及海流的隨機(jī)模擬結(jié)果，并對(duì)模擬結(jié)果