平臺(tái)主體及其系泊纜索的耦合作用分析是深海浮式平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。目前對(duì)于平臺(tái)系統(tǒng)響應(yīng)的預(yù)報(bào)多采用準(zhǔn)靜態(tài)或解耦的常規(guī)方法，但是隨著水深的增加，平臺(tái)主體與系泊纜索的耦合作用也越明顯，這時(shí)常規(guī)方法已不合適。為了更真實(shí)的反應(yīng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)及纜索張力的情況，文中針對(duì)深海浮式平臺(tái)及其系泊纜索時(shí)域耦合分析方法的數(shù)值實(shí)現(xiàn)和復(fù)雜海洋環(huán)境載荷的影響下平臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)力特性做了相關(guān)的研究工作。 （1）通過半解析的數(shù)值方法計(jì)算了典型浮式平臺(tái)主體的頻時(shí)域水動(dòng)力系數(shù)，并利用基于三維勢(shì)流理論的間接時(shí)域方法作了時(shí)域運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)。 （2）應(yīng)用計(jì)及纜索幾何非線性的有限元分析方法（FEM）完成了深海平臺(tái)系泊纜索的動(dòng)力響應(yīng)分析。對(duì)不同物性參數(shù)和環(huán)境條件影響下的纜索進(jìn)行了廣泛的參數(shù)分析，并總結(jié)纜索動(dòng)力響應(yīng)的相關(guān)規(guī)律。 （3）闡述了深海浮式平臺(tái)系統(tǒng)的耦合機(jī)理，并自主開發(fā)了深海浮式平臺(tái)系統(tǒng)的時(shí)域耦合運(yùn)動(dòng)的計(jì)算程序。分析了規(guī)則波作用下深海浮式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)和纜索張力的瞬態(tài)及穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的特性。 （4）為了更好地分析浮式平臺(tái)系統(tǒng)的水動(dòng)力響應(yīng)特性和恰當(dāng)?shù)卦u(píng)估生產(chǎn)安全的可靠性，本文最后考慮真實(shí)的隨機(jī)海浪、風(fēng)、流作用，研究了極限海況下的波浪譜譜峰參數(shù)、低頻...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 深海浮式平臺(tái)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油系統(tǒng)
        1.2.2 半潛式平臺(tái)
        1.2.3 張力腿平臺(tái)
        1.2.4 立柱式平臺(tái)
    1.3 深海浮式平臺(tái)的水動(dòng)力計(jì)算綜述
        1.3.1 浮體的三維頻域數(shù)值計(jì)算
        1.3.2 浮體的三維時(shí)域數(shù)值計(jì)算
        1.3.3 系泊纜索的動(dòng)力分析
        1.3.4 深海浮式平臺(tái)系統(tǒng)的耦合分析
    1.4 本文的主要工作
第2章 浮式平臺(tái)環(huán)境載荷的基礎(chǔ)理論及數(shù)值方法
    2.1 概述
    2.2 波浪對(duì)浮式平臺(tái)的作用
        2.2.1 波浪理論
        2.2.2 基本假定與坐標(biāo)系定義
        2.2.3 控制方程和定解條件
        2.2.4 速度勢(shì)的數(shù)值求解
        2.2.5 波浪作用力
        2.2.6 Morison 公式
        2.2.7 浮式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方程
    2.3 風(fēng)對(duì)浮式平臺(tái)的作用
    2.4 海流對(duì)浮式平臺(tái)的作用
    2.5 平穩(wěn)隨機(jī)過程的反向檢驗(yàn)
    2.6 數(shù)值算例
        2.6.1 JipSpar 和半潛式平臺(tái)的頻時(shí)域水動(dòng)力系數(shù)
        2.6.2 FPSO 的線性時(shí)域運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 深海平臺(tái)系泊纜索的動(dòng)力分析
    3.1 概述
    3.2 纜索的基本控制方程及邊界條件
    3.3 幾何非線性有限元表達(dá)
    3.4 纜索運(yùn)動(dòng)方程的動(dòng)力計(jì)算
    3.5 數(shù)值算例
        3.5.1 纜索靜態(tài)位形和張力的驗(yàn)證
        3.5.2 纜索動(dòng)張力計(jì)算的驗(yàn)證
        3.5.3 纜索非線性動(dòng)力特性的參數(shù)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 規(guī)則波中 Spar 平臺(tái)的時(shí)域耦合分析
    4.1 概述
    4.2 浮式平臺(tái)及其系泊纜索的耦合運(yùn)動(dòng)理論
        4.2.1 浮式平臺(tái)與纜索構(gòu)件的連接
        4.2.2 浮式平臺(tái)系統(tǒng)的時(shí)域耦合動(dòng)力分析方程
    4.3 數(shù)值算例
        4.3.1 深海平臺(tái)及其系泊纜索和環(huán)境參數(shù)
        4.3.2 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)固有頻率的確定
        4.3.3 平臺(tái)和系泊纜索的瞬態(tài)響應(yīng)分析
        4.3.4 平臺(tái)和系泊纜索的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 極限海況下 Spar 平臺(tái)的時(shí)域耦合分析
    5.1 概述
    5.2 風(fēng)、浪、流環(huán)境參數(shù)及數(shù)值模擬驗(yàn)證
        5.2.1 南海臺(tái)風(fēng)海況的極值參數(shù)
        5.2.2 隨機(jī)海浪和時(shí)變風(fēng)的反演驗(yàn)證
    5.3 隨機(jī)海浪譜的譜峰參數(shù)對(duì)平臺(tái)響應(yīng)的影響
    5.4 時(shí)變風(fēng)對(duì)平臺(tái)響應(yīng)的影響
        5.4.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷計(jì)算參數(shù)
        5.4.2 不同形式風(fēng)載荷作用下平臺(tái)系統(tǒng)的響應(yīng)分析
    5.5 系泊纜索的斷裂對(duì)平臺(tái)響應(yīng)的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
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
致謝



本文編號(hào)：3824967