浮式生產(chǎn)儲油船振動噪聲數(shù)值預(yù)報方法研究.pdf

1、浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置(FPSO)是二十世紀(jì)70年代末開始應(yīng)用的海上油田裝備，它相對海洋平臺來說建造周期短、投資少、回收早、可以重復(fù)使用。FPSO 還能提供油田生產(chǎn)人員、修井人員及臨時作業(yè)人員的居住, 并通過海底電纜向多個井口平臺供電。國際船舶和海洋工程設(shè)施規(guī)范對浮式生產(chǎn)儲油船居住艙、工作環(huán)境噪聲提出了嚴(yán)格要求，F(xiàn)PSO設(shè)計過程中必須預(yù)報艙室和工作環(huán)境噪聲，進(jìn)而采取減振降噪措施，以滿足規(guī)范要求。 根據(jù)現(xiàn)有的聲學(xué)理論研究成果，我們難

2、以采用單一方法實(shí)現(xiàn)對大型復(fù)雜海洋工程結(jié)構(gòu)FPSO的全頻域（20Hz~20KHz）振動聲學(xué)計算。聲學(xué)有限元和聲學(xué)邊界元方法只適于中低頻域（20Hz~500Hz）的噪聲計算；傳統(tǒng)的能量法(如能量有限元和統(tǒng)計能量法SEA)可用于中高頻域（100Hz~20KHz）聲學(xué)分析；對于中頻段(100Hz~500Hz)的聲學(xué)計算，國內(nèi)外目前沒有形成系統(tǒng)的方法，也沒有專用的工程軟件，部分專家嘗試采用無網(wǎng)格方法進(jìn)行研究。 文[9]首次提出了浮式生產(chǎn)儲

3、油船（FPSO，F(xiàn)loating Production Storage and Offloading）工作環(huán)境下振動噪聲混合數(shù)值預(yù)報技術(shù)流程。本文從數(shù)值和實(shí)驗(yàn)方面細(xì)致驗(yàn)證此流程用于FPSO聲學(xué)問題全頻域分析的適用性，同時討論了分析聲學(xué)問題各類方法的適用范圍。具體工作如下： 在中低頻域，采用有限元與邊界元接力分析的方法，將兩套軟件交替使用。首先，使用MSC/NASTRAN 軟件計算出某型FPSO的振動頻響特性，得到某頻率下有限元模

4、型上各節(jié)點(diǎn)處的速度響應(yīng)。然后將所得到的有限元模型上各節(jié)點(diǎn)處的動力響應(yīng)提取出來，作為LMS/SYSNOISE軟件中聲學(xué)邊界元分析模型的輸入邊界激勵條件（速度邊界激勵）加入。再利用LMS/SYSNOISE 進(jìn)行聲場計算分析。 在中高頻域，建立了“海洋石油111號” FPSO上層建筑以及某型FPSO的統(tǒng)計能量分析模型，并針對不符合相關(guān)規(guī)范的情形做出了降噪處理。同時給出了“海洋石油111號” FPSO上重要振動噪聲源機(jī)器設(shè)備譜特性的測量