基于艙內(nèi)載液晃蕩的FLNG運(yùn)動(dòng)抑制研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)深海天然氣田的開發(fā)和利用，各國陸續(xù)開展了FLNG（Floating Liquefied Natural Gas）船的設(shè)計(jì)和建造工作。作為一種新型的深海油氣開發(fā)設(shè)施，F(xiàn)LNG能夠集海底天然氣的開采、液化儲(chǔ)存和外輸于一體，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。通常，F(xiàn)LNG船整個(gè)壽命周期都將采用單點(diǎn)或多點(diǎn)系泊方式系泊在深海里進(jìn)行作業(yè)。在整個(gè)設(shè)計(jì)壽命過程中，配備有多個(gè)LNG艙的FLNG船可能遭遇到多種惡劣海況的作用。同時(shí)，LNG液貨艙內(nèi)載液經(jīng)常處于

2、半載狀態(tài)，波浪引起FLNG運(yùn)動(dòng)將引發(fā)載液晃蕩，反過來，劇烈晃蕩的載液作用在液貨艙的艙壁上又和波浪一起對FLNG運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生耦合影響。當(dāng)載液的晃蕩載荷足夠大時(shí)，這種耦合效應(yīng)將不可忽略，使波浪作用下的FLNG運(yùn)動(dòng)響應(yīng)發(fā)生改變。如果船體波浪運(yùn)動(dòng)響應(yīng)過大將導(dǎo)致生產(chǎn)液化效率的降低和設(shè)備故障的發(fā)生。因此，有必要減少FLNG在惡劣海況作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。
　　本文分別開展了基于儲(chǔ)艙內(nèi)晃蕩荷載來抑制FLNG船縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)的研究。首先，基于三維勢流理論

3、和波浪理論，本文詳細(xì)推導(dǎo)和求得了頻域內(nèi)的FLNG船運(yùn)動(dòng)方程。然后，基于脈沖響應(yīng)函數(shù)法（impulse response function），把頻域內(nèi)計(jì)算的水動(dòng)力系數(shù)轉(zhuǎn)化到時(shí)域內(nèi)，最終求得時(shí)域內(nèi)的FLNG運(yùn)動(dòng)方程。假設(shè)FLNG進(jìn)行單自由度的縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)，把TLD（Tuned Liquid Dampers）被動(dòng)控制水箱應(yīng)用于模擬LNG矩形艙內(nèi)載液晃蕩，求得相應(yīng)運(yùn)動(dòng)下的晃蕩載荷控制力，分別建立了晃蕩載荷作用下的FLNG橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)時(shí)域耦合