本文關(guān)鍵詞：波浪與系泊多浮體系統(tǒng)耦合作用的時(shí)域數(shù)值研究

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【摘要】：隨著海上油氣資源開發(fā)的快速發(fā)展,集生產(chǎn)、儲(chǔ)油、卸油為一體的海上浮式移動(dòng)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(shí)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(shí)域數(shù)值模型,針對由多個(gè)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(dòng)力、運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及纜繩受力的特性。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(dòng)力系數(shù)的影響。利用頻域內(nèi)的水動(dòng)力系數(shù)和波浪激振力進(jìn)行傅氏變換得到時(shí)域下的附加質(zhì)量、遲滯函數(shù)和波浪作用力�？紤]系泊系統(tǒng)受力和運(yùn)動(dòng)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(shí)域運(yùn)動(dòng)方程,利用四階預(yù)報(bào)修正的方法求解該時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程,最終得到非線性系泊下多浮體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(dòng)力部分的正確性,為了與頻域運(yùn)動(dòng)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行對比,利用本文建立的時(shí)域數(shù)值模型計(jì)算了線彈性系泊的兩浮體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)響應(yīng),驗(yàn)證了本文所建立的多浮體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)域數(shù)值模型的正確性。多浮體結(jié)構(gòu)的水動(dòng)力特性可以顯著影響系泊多浮體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng),首先對多浮體系統(tǒng)的頻域水動(dòng)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(dòng)力及運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響,并給出了整體坐標(biāo)系下多浮體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程中不同形式質(zhì)量陣對旁靠布置勻質(zhì)箱型結(jié)構(gòu)和實(shí)際工程中FPSO-Shuttle系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的影響。利用所建立的求解非線性系泊多浮體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)域數(shù)值模型研究了旁靠和串靠布置中多浮體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)及系泊系統(tǒng)受力。針對一串靠系泊的兩浮體系統(tǒng),分別研究了多浮體系統(tǒng)中浮體間的系泊纜繩屬性、入射波浪波幅、入射波波長和入射波角度對各浮體結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及系泊系統(tǒng)中纜繩受力的影響。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.38

【參考文獻(xiàn)】

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1 錢佳煜;孫麗萍;宋林峰;;大纜材料對旁靠外輸系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)影響分析(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2014年04期

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3 劉正江;船用纜繩強(qiáng)度的計(jì)算[J];大連海運(yùn)學(xué)院學(xué)報(bào);1992年03期

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本文編號：1303081