Spar平臺系纜張力及垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析.pdf

1、本文研究深海系纜張力的突變規(guī)律，以及Spar平臺浮體-系泊系統(tǒng)的耦合運(yùn)動(dòng)特性，對于深海Spar平臺的設(shè)計(jì)開發(fā)具有較重要的理論和工程意義。 考慮海底支持力、流體拖曳力、慣性力、結(jié)構(gòu)阻尼等因素建立了系纜的運(yùn)動(dòng)方程，研究系纜的動(dòng)張力變化特性以及海底支持力對系纜的影響。根據(jù)受力平衡關(guān)系得到平臺運(yùn)動(dòng)方程。將系纜的運(yùn)動(dòng)方程與平臺運(yùn)動(dòng)方程聯(lián)立，通過在系纜與平臺連接點(diǎn)處位移邊界條件和力邊界條件的滿足，建立了基于集中質(zhì)量法的耦合算法。最后分別采用

2、擬靜態(tài)方法和耦合算法計(jì)算1018m水深情況規(guī)則波下Spar平臺的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)；分析Spar平臺運(yùn)動(dòng)特性及系纜張力的變化特性，并比較耦合方法和擬靜態(tài)方法的差別。 本文研究表明，系纜因系纜上端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)時(shí)，靠近海底的系纜運(yùn)動(dòng)幅值較小，但由于纜與海底的撞擊作用，海底系纜張力較大，運(yùn)動(dòng)頻率較大。系纜張力隨系纜上端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而變化，當(dāng)系纜上端點(diǎn)具有較大的頻率和較大的運(yùn)動(dòng)幅值時(shí)，系纜張力會越來越大，并出現(xiàn)系纜交替松弛.張緊的現(xiàn)象。通過計(jì)算平坦海

3、底和不平坦海底的系纜形狀和靜態(tài)張力，表明海底地形變化較大時(shí)，對系纜的形狀、張力和系泊浮體的運(yùn)動(dòng)都有影響。 通過分別采用擬靜態(tài)方法和耦合算法計(jì)算規(guī)則波時(shí)Spar平臺運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)，表明系纜阻尼可以減小Spar平臺的垂蕩運(yùn)動(dòng)，并且隨著水深的增加，垂蕩運(yùn)動(dòng)減小量越大。在1018m水深時(shí)，垂蕩運(yùn)動(dòng)減小量為6.6％左右，這表明計(jì)算平臺運(yùn)動(dòng)時(shí)需要考慮系纜阻尼的影響。當(dāng)系纜上端點(diǎn)隨平臺浮體上下振蕩時(shí)，系纜產(chǎn)生較大的動(dòng)態(tài)張力，改變系纜流體拖曳力系數(shù)