波浪中Truss Spar平臺非線性耦合運動分析.pdf

1、Spar平臺作為當(dāng)今世界上深水油氣開發(fā)的主力裝備，它的運動特性一直以來都是相關(guān)學(xué)者討論的重點問題。Truss Spar平臺是現(xiàn)有Spar平臺中應(yīng)用最廣泛的一種，它的垂蕩和縱搖運動對其能否正常工作在規(guī)定海域有較大影響，當(dāng)平臺遭遇的波浪周期較長時，有可能因垂蕩、縱搖耦合引發(fā)平臺的不穩(wěn)定運動。因此，本文主要針對Truss Spar平臺在規(guī)則波以及隨機波中的垂蕩和縱搖運動性能進行計算分析，判斷內(nèi)共振發(fā)生的條件，并根據(jù)計算結(jié)果對平臺設(shè)計方面提出意

2、見和建議。
　　本文分別建立了Truss Spar平臺在規(guī)則波以及隨機波中的垂蕩、縱搖非線性耦合運動方程，并采用基于三維勢流理論的邊界元法和Morison公式計算平臺受到的頻域波浪載荷以及附加質(zhì)量，這部分計算用軟件AQWA-LINE完成。阻尼通過模型試驗結(jié)果換算得到。用MATLAB編制四階龍格-庫塔法求解運動方程得到垂蕩和縱搖的非線性運動響應(yīng)，與模型試驗結(jié)果對比證實該數(shù)值模擬法可行。用分岔圖表示了波浪參數(shù)及重心高度對規(guī)則波下平臺不

3、穩(wěn)定運動的影響，并用近似解析法對平臺垂蕩、縱搖耦合運動進行求解得到的結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進行了對比分析。
　　在計算隨機波下平臺的運動響應(yīng)時，根據(jù)給定波浪譜對隨機海況進行模擬，得到隨機波浪載荷，將運動方程在時域內(nèi)求解可得到隨機響應(yīng)，并對波浪參數(shù)、重心高度以及系泊系統(tǒng)對運動的影響進行了分析。而后本文又用隨機非線性動力學(xué)理論對平臺受隨機外激和參激聯(lián)合作用下的縱搖運動概率密度分布進行了探索性的研究，用基于Gauss-Legendre公式的路徑