波浪中Truss Spar平臺(tái)非線性耦合運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、Spar平臺(tái)作為當(dāng)今世界上深水油氣開發(fā)的主力裝備，它的運(yùn)動(dòng)特性一直以來都是相關(guān)學(xué)者討論的重點(diǎn)問題。Truss Spar平臺(tái)是現(xiàn)有Spar平臺(tái)中應(yīng)用最廣泛的一種，它的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)對(duì)其能否正常工作在規(guī)定海域有較大影響，當(dāng)平臺(tái)遭遇的波浪周期較長時(shí)，有可能因垂蕩、縱搖耦合引發(fā)平臺(tái)的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。因此，本文主要針對(duì)Truss Spar平臺(tái)在規(guī)則波以及隨機(jī)波中的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行計(jì)算分析，判斷內(nèi)共振發(fā)生的條件，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)平臺(tái)設(shè)計(jì)方面提出意

2、見和建議。
　　本文分別建立了Truss Spar平臺(tái)在規(guī)則波以及隨機(jī)波中的垂蕩、縱搖非線性耦合運(yùn)動(dòng)方程，并采用基于三維勢(shì)流理論的邊界元法和Morison公式計(jì)算平臺(tái)受到的頻域波浪載荷以及附加質(zhì)量，這部分計(jì)算用軟件AQWA-LINE完成。阻尼通過模型試驗(yàn)結(jié)果換算得到。用MATLAB編制四階龍格-庫塔法求解運(yùn)動(dòng)方程得到垂蕩和縱搖的非線性運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，與模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比證實(shí)該數(shù)值模擬法可行。用分岔圖表示了波浪參數(shù)及重心高度對(duì)規(guī)則波下平臺(tái)不

3、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的影響，并用近似解析法對(duì)平臺(tái)垂蕩、縱搖耦合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行求解得到的結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　在計(jì)算隨機(jī)波下平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)，根據(jù)給定波浪譜對(duì)隨機(jī)海況進(jìn)行模擬，得到隨機(jī)波浪載荷，將運(yùn)動(dòng)方程在時(shí)域內(nèi)求解可得到隨機(jī)響應(yīng)，并對(duì)波浪參數(shù)、重心高度以及系泊系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行了分析。而后本文又用隨機(jī)非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)平臺(tái)受隨機(jī)外激和參激聯(lián)合作用下的縱搖運(yùn)動(dòng)概率密度分布進(jìn)行了探索性的研究，用基于Gauss-Legendre公式的路徑