浮式結構物系泊系統(tǒng)時域非線性耦合分析.pdf

1、適用于深海油氣開發(fā)的浮式平臺已成為各國學者及工程師關注的重點。系泊狀態(tài)下的海洋浮式平臺在特定的海域作業(yè)時，波浪、海流以及風等外部載荷誘發(fā)浮體運動。系纜通過導纜孔與浮體連接，浮體的運動受到系纜提供的回復力影響；同時，浮體的運動也會影響系纜的受力及運動；研究二者之間動態(tài)時變的耦合作用具有重要的意義。
　　本文以海上浮式結構物及其系泊定位系統(tǒng)作為研究對象，采用頻時域法計算浮式結構物的運動，同時以細長彈性桿單元模擬系泊纜微段并進行數(shù)值計算

2、，最后對系泊狀態(tài)下的浮式結構物進行時域耦合分析。
　　大型浮體的耐波性預報通常采用勢流理論。本文通過間接時域方法計算浮體的運動。利用商業(yè)水動力分析軟件計算浮體的頻域水動力系數(shù)以及波激力；依據(jù) Cummins脈沖原理，推導得到波浪中浮體時域運動方程?；诰幊陶Z言Fortran自主開發(fā)自由狀態(tài)下浮體運動求解模塊，完成了自由狀態(tài)下FPSO在規(guī)則波和不規(guī)則中運動的時域計算，并驗證了自主開發(fā)程序的正確性。
　　采用細長彈性桿單元模擬系

3、纜微段，推導系纜靜力和動力運動方程，采用有限元法進行離散?；诰幊陶Z言Fortran自主開發(fā)系纜靜力和動力求解模塊。利用靜力計算程序對常見系纜和海洋立管進行計算分析，并考慮作用在系纜上的靜態(tài)流載荷及幾何非線性；通過與懸鏈線法和參考文獻進行對比論證，證明了程序的可靠性。采用動力計算程序對浮標系泊系統(tǒng)進行計算，分析了非線性流載荷對系纜的作用。此外，還利用動力程序研究了系纜與海底之間的非線性作用。最后，推導非線性材料系纜的靜力和動力方程，利用