隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)海洋的步伐逐漸邁向深海海域,SPAR平臺(tái)由于其良好的作業(yè)性能和強(qiáng)大的功能,被視為下一代深海油氣生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的主力平臺(tái)。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者也在對(duì)SPAR平臺(tái)的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行研究,其中由于模型試驗(yàn)水深和實(shí)際作業(yè)水深無(wú)法直接通過(guò)縮尺比聯(lián)通,所以對(duì)其系泊系統(tǒng)進(jìn)行等效水深截?cái)嘣O(shè)計(jì)具有實(shí)際意義。本文以SPAR平臺(tái)及其系泊系統(tǒng)作為載體,在頻域內(nèi)對(duì)其進(jìn)行水動(dòng)力分析,以此作為分析的基礎(chǔ),并使用時(shí)域分析軟件AQWA計(jì)算SPAR平臺(tái)的靜力特性和時(shí)域運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。等效水深截?cái)嘣O(shè)計(jì)中,使用NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法基于截?cái)嗲昂箪o力特性相似進(jìn)行截?cái)嘣O(shè)計(jì),以700米的截?cái)嗨钅M2000米水深的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和系泊系統(tǒng)的受力情況。優(yōu)化系泊線(xiàn)長(zhǎng)度、單位長(zhǎng)度濕重、EA值等參數(shù),快速、精準(zhǔn)的得到截?cái)嘞挡淳�(xiàn)的各項(xiàng)參數(shù),并以1:70的縮尺比進(jìn)行水池模型試驗(yàn)研究。模型試驗(yàn)包括SPAR平臺(tái)的自由衰減試驗(yàn)、RAO試驗(yàn)和不規(guī)則波模型試驗(yàn)。以實(shí)際的模型試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。最后根據(jù)二者之間數(shù)據(jù)的差異,進(jìn)行數(shù)值重構(gòu)和數(shù)值外推,得到最終結(jié)果。截?cái)嘣O(shè)計(jì)作為海洋工程中試驗(yàn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),起到連接前期全水深數(shù)值計(jì)算和后期模型試驗(yàn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 SPAR平臺(tái)簡(jiǎn)介
    1.3 等效水深截?cái)嘣O(shè)計(jì)方法與進(jìn)展
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 NSGA-Ⅱ優(yōu)化方法及計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法簡(jiǎn)介
        2.1.1 截?cái)喾椒ê?jiǎn)介
        2.1.2 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法
        2.1.3 NSGA-Ⅱ優(yōu)缺點(diǎn)及流程
    2.2 懸鏈線(xiàn)方程
        2.2.1 單一成分的懸鏈線(xiàn)理論
        2.2.2 多成分懸鏈線(xiàn)理論
    2.3 集中質(zhì)量法
        2.3.1 集中質(zhì)量法模型的建立
        2.3.2 集中質(zhì)量法的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程
        2.3.3 運(yùn)動(dòng)方程的求解
    2.4 本章小結(jié)
第3章 SPAR平臺(tái)總體性能分析
    3.1 SPAR平臺(tái)輻射/繞射分析
    3.2 SPAR平臺(tái)系泊系統(tǒng)總體性能分析
        3.2.1 環(huán)境條件
        3.2.2 時(shí)域耦合分析
        3.2.3 波頻力的計(jì)算
        3.2.4 低頻慢漂力的計(jì)算
        3.2.5 附加線(xiàn)性阻尼
        3.2.6 風(fēng)力和流力的確定
        3.2.7 SPAR平臺(tái)初始位置的確定
    3.3 SPAR平臺(tái)主尺度介紹及建模
        3.3.1 SPAR平臺(tái)簡(jiǎn)介
        3.3.2 系泊系統(tǒng)的布置方式
        3.3.3 單根系泊線(xiàn)的屬性
        3.3.4 SPAR平臺(tái)的建模
    3.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        3.4.1 水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果分析
        3.4.2 靜力特性分析
        3.4.3 時(shí)域動(dòng)態(tài)耦合分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于NSGA-Ⅱ的靜力相似截?cái)嘞挡聪到y(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 系泊系統(tǒng)截?cái)嘣O(shè)計(jì)理論
        4.1.1 系泊系統(tǒng)截?cái)嘣O(shè)計(jì)目的
        4.1.2 系泊系統(tǒng)截?cái)嘣O(shè)計(jì)原則
        4.1.3 系泊系統(tǒng)截?cái)嘣O(shè)計(jì)方法
        4.1.4 系泊線(xiàn)靜力特性
    4.2 截?cái)嘣O(shè)計(jì)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 設(shè)計(jì)變量的提出
        4.2.2 目標(biāo)函數(shù)的提出
        4.2.3 NSGA-Ⅱ的軟件實(shí)現(xiàn)
        4.2.4 截?cái)嘞挡聪到y(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.3 截?cái)嘣O(shè)計(jì)的靜力特性分析
    4.4 截?cái)嘣O(shè)計(jì)的時(shí)域耦合分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 SPAR平臺(tái)水池模型試驗(yàn)
    5.1 模型試驗(yàn)準(zhǔn)備
        5.1.1 試驗(yàn)水池介紹
        5.1.2 試驗(yàn)坐標(biāo)系和相似準(zhǔn)則
        5.1.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?br>        5.1.4 模型試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)
        5.1.5 試驗(yàn)的系泊方案設(shè)計(jì)
        5.1.6 風(fēng)力和流力的模擬
    5.2 SPAR平臺(tái)水池試驗(yàn)結(jié)果
        5.2.1 SPAR模型自由衰減試驗(yàn)
        5.2.2 SPAR平臺(tái)在規(guī)則波下的響應(yīng)
        5.2.3 SPAR平臺(tái)在不規(guī)則波下的試驗(yàn)結(jié)果
    5.3 數(shù)值重構(gòu)和外推結(jié)果
        5.3.1 水動(dòng)力參數(shù)校核
        5.3.2 數(shù)值外推結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
主要科研經(jīng)歷
致謝



本文編號(hào)：3805273