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《天津大学》 2006年
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系船浮筒设计与动力响应分析

左建立  
【摘要】: 系船浮筒作为系泊系统的一种,在近海油气开发工程中广泛应用于海上作业船舶的系泊。此种系泊系统承受风、浪、流的作用及系泊船舶的作用力,运动特性十分复杂。因此,针对海洋环境中系泊船只的系泊要求,设计出既安全又经济的系船浮筒系泊系统,以及分析风浪中浮筒的动力响应行为,对于保证系船的安全意义重大。 本文首先针对在蓬莱海域作业的10000HP拖轮进行系船浮筒的方案设计,包括系泊力的计算、锚链参数的选取、浮筒尺寸及布置的确定、沉锤尺寸及安置方式的选择等,设计了直径4.5米、高2.5米的浮筒。推导了锚链与海底夹角不为零情形下的悬链线方程,针对系船浮筒方案设计的结果,计算系船浮筒系统的静刚度,分析锚链重量及长度对系泊系统刚度的影响;依据长波假设及切片理论,计算规则波作用在浮筒上的载荷。对系船浮筒水平运动的强非线性静刚度曲线进行分段多项式拟合,建立了自存海况下浮筒升沉与纵荡的运动微分方程,采用四阶龙格库塔数值方法计算浮筒的运动和锚链张力,分析浮筒运动对锚链的碰撞作用,评估系船浮筒在极值波高作用下的自存能力。 计算分析表明,当水深一定时,系船浮筒系统的静刚度由锚链参数决定,锚链长度越长,单位长度重量越大,系泊系统的弹性越好;系船浮筒系统的恢复刚度为强非线性的,浮筒在波流作用下发生强非线性运动;本系泊系统锚链重量较轻,锚链对浮筒升沉运动的恢复刚度影响较小;在风、流作用下的平衡位置周围,浮筒纵荡运动的恢复刚度非对称,因而浮筒的纵荡为非对称运动。此外锚链容易拉直,当波高大于3m时,出现浮筒与锚链的碰撞作用,引起锚链中的张力突变,链中的张力突然增大5~10倍,出现较大的冲击张力,但碰撞张力小于锚链的破断强度,故本文设计的系船浮筒系统强度满足自存要求。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U653.2

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 左建立;系船浮筒设计与动力响应分析[D];天津大学;2006年
2 胡楠;FPSO单锚摇臂系泊系统的非线性动力特性研究[D];天津大学;2006年
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