不規(guī)則波浪下SPAR平臺參數(shù)縱搖的預(yù)測研究.pdf

1、研究了深海Spar平臺在不規(guī)則波浪條件下的參數(shù)縱搖現(xiàn)象。隨著海洋油氣開發(fā)不斷向深海區(qū)域發(fā)展，浮式平臺在勘探、開采和生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。參數(shù)振動是由于系統(tǒng)參數(shù)隨時間變化而引起的振動現(xiàn)象。對于深海Spar平臺，該現(xiàn)象通常是由于其在波浪中的垂蕩運動引起的穩(wěn)性半徑變化所導(dǎo)致的，并表現(xiàn)為較大的縱搖或橫搖響應(yīng)。若發(fā)生參數(shù)縱搖現(xiàn)象，則可能會造成過大的平臺運動，導(dǎo)致平臺自身、相關(guān)設(shè)備的損壞，甚至威脅到工作人員的安全。因此，對參數(shù)縱搖現(xiàn)象進行預(yù)測

2、和研究有助于避免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟損失。眾多研究人員在規(guī)則波的條件下對Spar平臺的參數(shù)縱搖現(xiàn)象進行了研究。然而實際海況下，波浪是不規(guī)則的，且有實驗?zāi)M表明平臺在不規(guī)則波下同樣會發(fā)生參數(shù)縱搖，不考慮不規(guī)則波的參數(shù)縱搖分析可能存在危險。盡管不規(guī)則波浪條件下Spar平臺的參數(shù)縱搖預(yù)測存在激勵函數(shù)模擬和求解方法等眾多挑戰(zhàn)，仍有必要進一步對不規(guī)則波浪條件下的深海Spar平臺參數(shù)縱搖性質(zhì)進行系列分析，以保證平臺在實際海況下的作業(yè)安全。

3、　　本論文對現(xiàn)有的Spar平臺參數(shù)不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀進行歸納總結(jié)，基于平臺的垂蕩－縱搖運動方程，并通過線性波浪理論，模擬了不規(guī)則波浪下Spar平臺的垂蕩運動響應(yīng)，進而對由垂蕩引起的參數(shù)縱搖現(xiàn)象主要進行了以下分析：
　　1）推導(dǎo)出了適用于不規(guī)則波情況的Hill方程，實現(xiàn)了Spar平臺在不規(guī)則波浪條件下參數(shù)縱搖的解析方法預(yù)測。應(yīng)用解析方法繪制了多頻波情況下的穩(wěn)定性區(qū)域圖，并與規(guī)則波的單頻情況進行對比，提出了在不規(guī)則波情況下對參數(shù)縱搖進行

4、分析的重要性。對不穩(wěn)定區(qū)域的分布，以及阻尼系數(shù)等因素的影響作了分析，并對比了不同Spar平臺殼體形狀的穩(wěn)定性區(qū)域圖，得出以上因素對參數(shù)縱搖性質(zhì)的影響和有利于避免參數(shù)縱搖的Spar平臺形式。
　　2）基于數(shù)值求解方法對 Spar平臺縱搖運動進行模擬?？紤]非線性項因素，進行了更準確的預(yù)測。一方面對解析方法預(yù)測結(jié)果的安全性進行了驗證，另一方面基于時歷模擬的結(jié)果繪制了Spar平臺最大縱搖角度與相關(guān)設(shè)計參數(shù)的等高圖，直觀地分析不同設(shè)計變量對