深水海洋環(huán)境的隨機性研究及其在平臺操作模擬中的應(yīng)用.pdf

1、本研究課題依附于國家863課題“深水海洋平臺海上作業(yè)模擬操作系統(tǒng)”，以上海交通大學(xué)自主開發(fā)的“海洋石油981平臺深水模擬系統(tǒng)”為研究基礎(chǔ)，針對海洋平臺操作系統(tǒng)中深水海洋環(huán)境的隨機性變化展開研究并開發(fā)了模擬程序。
　　本論文中在分析介紹深水海洋環(huán)境組成的基礎(chǔ)上，選取了海洋環(huán)境中最主要的三大環(huán)境因素，即風(fēng)、波浪與海流作為研究與模擬對象。針對每個環(huán)境因素分別在分析模擬操作系統(tǒng)所提出的模擬要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了模擬方法并利用Matlab軟件

2、開發(fā)了模擬程序，給出了模擬程序流程圖以及模擬參數(shù)選取方法。
　　在風(fēng)速模擬方面，本文選取了組合風(fēng)速模型作為基本模擬模型，并在其基礎(chǔ)上針對海上風(fēng)速特性以及風(fēng)速隨高度變化特性進行改進，另外，還增加了無參數(shù)法模擬方法。在風(fēng)向模擬方面，在分析風(fēng)向隨機變化特性的基礎(chǔ)上分別設(shè)計了每小時主導(dǎo)風(fēng)向以及瞬時風(fēng)向的模擬方法與模擬參數(shù)取值辦法。針對三維波浪模擬，本文在分析多種波浪模擬方法之后，選取了以波浪譜為基礎(chǔ)的模擬方法，提供了多種頻譜函數(shù)與方向擴展

3、函數(shù)進行三維波浪動態(tài)模擬。在海流模擬程序開發(fā)過程中，根據(jù)海流流速及流向在實際環(huán)境中的變化特性，分別設(shè)計了同一水深處流速、流向的隨機模擬方法，以及不同水深處流速及流向垂向分布的模擬方法。另外，在海流流速的模擬中，還加入了針對海洋激流的隨機模擬。最后，將各環(huán)境因素的模擬程序進行整合，完成了深水海洋環(huán)境整體隨機性模擬程序的開發(fā)工作。
　　本研究論文中還設(shè)計了不同的環(huán)境輸入?yún)?shù)，給出了各種情形下風(fēng)、波浪以及海流的隨機模擬結(jié)果，并對模擬結(jié)果