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《大连理工大学》 2008年
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深水单柱形平台水动力性能分析研究

杨光  
【摘要】: 本文以单柱式海洋平台作为研究对象,单柱式平台是一种用于深海油气田开采、生产、处理加工和储藏的海洋结构物。本文详细介绍了单柱式平台的结构特点和发展概况。面对深海采油的迫切需求,单柱式平台已成为世界深海油气开采的主力平台类型之一。 本文以势流理论下的三维辐射和绕射理论为基础,提出平台数学模型,建立边界积分方程,选取适当的脉动源格林函数,采用频域格林函数法求解浮体频域运动方程得到浮体的水动力参数。对于平台的锚泊系统,建立了有限单元模型用于锚缆的结构分析。静力分析中,首先对锚缆受力分析,然后将锚缆所受波浪力,流力,重力进行等效节点转化,最后通过牛顿法迭代求解非线性方程组,求得锚缆上各节点的位移向量,进而得到各节点的张力向量。动力分析中,考虑了由锚缆运动产生的惯性力和附加质量,在每个时间点上假定锚缆单元瞬时动力平衡,建立锚缆的运动方程。将浮体和锚泊性系统作耦合分析,得到锚泊浮体的运动方程。应用有限元方法对锚泊线进行了静力和动力分析,结果与试验数值相比吻合较好,表明该方法具有工程上可以接受的精度。 通过对平台和锚缆运动进行耦合分析,对实际海况下的单柱式海洋平台进行计算,计算出系泊平台纵荡、纵摇、垂荡三个自由度的运动响应和谱分析结果并和自由状态平台的运动响应进行了比较。为研究平台特征参数改变对平台运动性能的影响,通过改变计算平台的半径和系泊点位置,对平台的运动响应和平台特征参数的关系做了进一步的分析。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U661.1

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【参考文献】
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