深水半潛式平臺氣隙響應(yīng)概率分析與數(shù)值研究.pdf

1、半潛式平臺因其運動響應(yīng)較小、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、適應(yīng)水深范圍廣等優(yōu)點，在深海油氣勘探和開采中得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)雜惡劣的深海海洋環(huán)境對半潛式平臺的安全性形成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其中氣隙性能的好壞關(guān)系著生產(chǎn)作業(yè)及人員的安全，是半潛式平臺設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題。海洋工程界往往通過模型試驗測得的相對波浪升高來研究和確定平臺的氣隙性能。
　　本文以一設(shè)計水深為1500 m的半潛式平臺為研究對象，對其在極端海況下的氣隙響應(yīng)開展概率分析和數(shù)值預(yù)報研究。首先進(jìn)行

2、數(shù)值計算，得到半潛式平臺水動力計算結(jié)果，為模型試驗提供可靠的依據(jù)。接著進(jìn)行水池模型試驗研究，獲得一系列水動力特性及典型位置處的相對波浪升高時歷數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗結(jié)果對數(shù)值模型進(jìn)行完善。
　　其次對模型試驗中不同海況不同位置處浪高儀測得的相對波浪升高時歷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，讀取每一時歷中的峰值數(shù)據(jù)構(gòu)成次序樣本，對其進(jìn)行概率分析。假設(shè)每組相對波浪升高峰值服從雙參數(shù) Weibull分布和三參數(shù)非線性Rayleigh分布，引入L矩法，分別對兩

3、模型中的未知參數(shù)進(jìn)行估計，得到相應(yīng)的超越概率分布曲線。根據(jù)結(jié)果分析得到三參數(shù)非線性Rayleigh分布模型更能反映相對波浪升高峰值分布，但不能有效的擬合較小超越概率所對應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)值。進(jìn)而引入高階LH矩法對該模型進(jìn)行進(jìn)一步研究分析，結(jié)果表明：隨著LH矩階數(shù)的增加，三參數(shù)非線性Rayleigh分布可以很好的擬合非線性較弱的一年一遇海況下相對波浪升高較大部分峰值，對于百年一遇海況下非線性較強(qiáng)的相對波浪升高較大部分峰值，擬合程度較L矩法也顯著