深吃水多立柱式平臺的氣隙響應(yīng)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TU751學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：624.07密級：公開工學(xué)碩士學(xué)士學(xué)位論文位論文深吃水多立柱式平臺的氣隙響應(yīng)研究碩士研究生：張磊導(dǎo)師：歐進萍教授、院士申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：土木工程、結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2012年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著深海油氣資源的開發(fā)，浮式平臺作為深海油氣開發(fā)的主要裝備，其相關(guān)問題成為了國內(nèi)外研究的熱點。其中，氣隙是

2、浮式平臺設(shè)計時需要考慮的關(guān)鍵問題之一，受到了廣泛的關(guān)注。浮式平臺的氣隙既與自由波面有關(guān)，也與平臺豎向運動有關(guān)。由于平臺與波浪的相互耦合作用，入射波與繞射波和輻射波相互疊加，導(dǎo)致波面變化十分復(fù)雜。同時，平臺運動對氣隙性能也有較大影響。本文以一個新型深吃水多立柱式平臺(deepdraftmultisparDDMS)為研究對象，選取墨西哥灣百年一遇的海況條件，對平臺的氣隙性能進行了研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)采用基于繞射和輻射的勢流

3、理論，建立了波浪與平臺相互作用的數(shù)值模型。選取平臺甲板若干點為研究對象，對比分析了不同浪向下繞射和輻射波面的變化規(guī)律以及平臺結(jié)構(gòu)形式對波浪高程的影響?；贘ONSWAP波浪譜，分析了不規(guī)則波浪條件下繞射和輻射波浪對總波面高程的貢獻。分析結(jié)果表明，由于平臺特有的五立柱結(jié)構(gòu)，使得繞射和輻射波發(fā)生強烈的近場干涉效應(yīng)，局部波面放大。在特定海況條件下，繞射和輻射效應(yīng)使得總波面高程增大。(2)采用基于勢流理論的高階邊界元方法，分別求解了DDMS平臺

4、頻域和時域的一階水動力信息和運動響應(yīng)。計算結(jié)果顯示，由于DDMS平臺自然頻率遠離波頻范圍，平臺運動性能優(yōu)良，具有良好的耐波性。對合成的平臺豎向運動響應(yīng)時程進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明垂蕩響應(yīng)對豎向位移貢獻最大，而橫搖和縱搖的貢獻相對較小。(3)利用波面時程和平臺豎向運動合成了氣隙響應(yīng)時程，表明DDMS平臺的氣隙滿足要求，相對波高主要受絕對波高控制，平臺運動影響較小?；谝浑A頻域結(jié)果對平臺氣隙進行了數(shù)值預(yù)報并與時域疊加結(jié)果進行了對比，結(jié)果顯示數(shù)