波浪與系泊多浮體系統(tǒng)耦合作用的時域數(shù)值研究.pdf

1、隨著海上油氣資源開發(fā)的快速發(fā)展，集生產(chǎn)、儲油、卸油為一體的海上浮式移動平臺FPSO得到了廣泛應(yīng)用。作為FPSO卸載作業(yè)過程中的重要組成部分，由FPSO和外輸船舶組成的外輸作業(yè)系統(tǒng)越來越多的出現(xiàn)在海洋工程和裝備中。本文基于Cummins頻時域變換方法，建立了求解波浪與非線性系泊多浮體結(jié)構(gòu)全耦合作用的時域數(shù)值模型，針對由多個浮體組成的旁靠和串靠外輸系統(tǒng)問題，研究了波浪作用下非線性系泊多浮體系統(tǒng)相互作用的水動力、運(yùn)動響應(yīng)及纜繩受力的特性。

2、r>　　本文基于線性勢流理論，采用高階邊界元法建立了多浮體系統(tǒng)的速度勢邊界積分方程，對積分方程離散求解得到流場中的速度勢，并通過在浮體內(nèi)水面布置點(diǎn)源的方法消除了“不規(guī)則頻率”對求解多浮體結(jié)構(gòu)水動力系數(shù)的影響。利用頻域內(nèi)的水動力系數(shù)和波浪激振力進(jìn)行傅氏變換得到時域下的附加質(zhì)量、遲滯函數(shù)和波浪作用力。考慮系泊系統(tǒng)受力和運(yùn)動響應(yīng)的非線性關(guān)系，建立起非線性系泊下多體結(jié)構(gòu)時域運(yùn)動方程，利用四階預(yù)報修正的方法求解該時域運(yùn)動方程，最終得到非線性系泊下

3、多浮體結(jié)構(gòu)運(yùn)動響應(yīng)及系泊纜繩的受力。通過與已有數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比，首先證明了本文基于消除不規(guī)則頻率的求解多體結(jié)構(gòu)水動力部分的正確性，為了與頻域運(yùn)動響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行對比，利用本文建立的時域數(shù)值模型計算了線彈性系泊的兩浮體結(jié)構(gòu)運(yùn)動響應(yīng)，驗(yàn)證了本文所建立的多浮體系統(tǒng)運(yùn)動響應(yīng)時域數(shù)值模型的正確性。
　　多浮體結(jié)構(gòu)的水動力特性可以顯著影響系泊多浮體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動響應(yīng)，首先對多浮體系統(tǒng)的頻域水動力特性進(jìn)行了分析，分別研究了浮體間距及浪向?qū)Χ喔◇w系統(tǒng)水動