深吃水多立柱式平臺(tái)的氣隙響應(yīng)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU751學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：624.07密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)士學(xué)位論文位論文深吃水多立柱式平臺(tái)的氣隙響應(yīng)研究碩士研究生：張磊導(dǎo)師：歐進(jìn)萍教授、院士申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：土木工程、結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2012年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著深海油氣資源的開(kāi)發(fā)，浮式平臺(tái)作為深海油氣開(kāi)發(fā)的主要裝備，其相關(guān)問(wèn)題成為了國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。其中，氣隙是

2、浮式平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題之一，受到了廣泛的關(guān)注。浮式平臺(tái)的氣隙既與自由波面有關(guān)，也與平臺(tái)豎向運(yùn)動(dòng)有關(guān)。由于平臺(tái)與波浪的相互耦合作用，入射波與繞射波和輻射波相互疊加，導(dǎo)致波面變化十分復(fù)雜。同時(shí)，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)氣隙性能也有較大影響。本文以一個(gè)新型深吃水多立柱式平臺(tái)(deepdraftmultisparDDMS)為研究對(duì)象，選取墨西哥灣百年一遇的海況條件，對(duì)平臺(tái)的氣隙性能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)采用基于繞射和輻射的勢(shì)流

3、理論，建立了波浪與平臺(tái)相互作用的數(shù)值模型。選取平臺(tái)甲板若干點(diǎn)為研究對(duì)象，對(duì)比分析了不同浪向下繞射和輻射波面的變化規(guī)律以及平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式對(duì)波浪高程的影響?；贘ONSWAP波浪譜，分析了不規(guī)則波浪條件下繞射和輻射波浪對(duì)總波面高程的貢獻(xiàn)。分析結(jié)果表明，由于平臺(tái)特有的五立柱結(jié)構(gòu)，使得繞射和輻射波發(fā)生強(qiáng)烈的近場(chǎng)干涉效應(yīng)，局部波面放大。在特定海況條件下，繞射和輻射效應(yīng)使得總波面高程增大。(2)采用基于勢(shì)流理論的高階邊界元方法，分別求解了DDMS平臺(tái)

4、頻域和時(shí)域的一階水動(dòng)力信息和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。計(jì)算結(jié)果顯示，由于DDMS平臺(tái)自然頻率遠(yuǎn)離波頻范圍，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能優(yōu)良，具有良好的耐波性。對(duì)合成的平臺(tái)豎向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明垂蕩響應(yīng)對(duì)豎向位移貢獻(xiàn)最大，而橫搖和縱搖的貢獻(xiàn)相對(duì)較小。(3)利用波面時(shí)程和平臺(tái)豎向運(yùn)動(dòng)合成了氣隙響應(yīng)時(shí)程，表明DDMS平臺(tái)的氣隙滿足要求，相對(duì)波高主要受絕對(duì)波高控制，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響較小?；谝浑A頻域結(jié)果對(duì)平臺(tái)氣隙進(jìn)行了數(shù)值預(yù)報(bào)并與時(shí)域疊加結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示數(shù)