內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO耦合動(dòng)力分析.pdf

1、內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO是一種浮式多體系統(tǒng)，系統(tǒng)中不僅存在內(nèi)轉(zhuǎn)塔與系泊纜索的耦合，還存在內(nèi)轉(zhuǎn)塔與FPSO船體的耦合。FPSO縱蕩、橫蕩及艏搖的固有頻率很低，極易在二階差頻力的作用下誘發(fā)大幅運(yùn)動(dòng);垂蕩、橫搖、縱搖的固有頻率在波頻范圍內(nèi)，易在波頻力作用下發(fā)生共振。為獲得較好的風(fēng)向標(biāo)效應(yīng)，內(nèi)轉(zhuǎn)塔位置一般靠近艏部。本文研究目標(biāo)是研究?jī)?nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO在隨機(jī)海況下運(yùn)動(dòng)及受力響應(yīng)特點(diǎn)，并分析影響參數(shù)對(duì)其影響。
　　本文基于OCIMF規(guī)范，計(jì)算船體風(fēng)

2、載荷和流載荷，采用三維勢(shì)流理論計(jì)算作用在船體上的一階和二階波浪力。基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論建立內(nèi)轉(zhuǎn)塔與FPSO耦合動(dòng)力模型和算法，采用集中質(zhì)量模型建立內(nèi)轉(zhuǎn)塔與系纜耦合算法，編寫Matlab程序并進(jìn)行了算例驗(yàn)證。最終，基于aqwa軟件對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO進(jìn)行耦合動(dòng)力分析，并分析影響參數(shù)對(duì)其影響。研究發(fā)現(xiàn)：FPSO縱蕩運(yùn)動(dòng)能量主要集中于低頻區(qū)域;船體垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)能量主要集中于波頻區(qū)域;系纜張力中低頻成分和波頻成分都很顯著。波浪譜峰值周期和峰

3、值因子的變化對(duì)FPSO低頻和波頻運(yùn)動(dòng)影響顯著;當(dāng)峰值周期與船體縱搖固有周期接近時(shí)會(huì)導(dǎo)致縱搖運(yùn)動(dòng)加劇，轉(zhuǎn)塔位置越靠近艏部，系纜垂向運(yùn)動(dòng)越劇烈，進(jìn)而導(dǎo)致系纜動(dòng)張力增加;由滿載向壓載轉(zhuǎn)變過程中，F(xiàn)PSO固有周期、系泊剛度、環(huán)境載荷發(fā)生變化，導(dǎo)致縱蕩標(biāo)準(zhǔn)差顯著減小，進(jìn)而導(dǎo)致系纜張力標(biāo)準(zhǔn)差顯著減小;在非共線載荷作用下，縱蕩方向環(huán)境載荷減小，垂蕩、縱搖方向環(huán)境載荷增加，進(jìn)而導(dǎo)致縱蕩運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差減小，垂蕩、縱搖標(biāo)準(zhǔn)差增大。本研究對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)塔系泊FPSO系