浮式結(jié)構(gòu)物系泊系統(tǒng)時(shí)域非線性耦合分析.pdf

1、適用于深海油氣開發(fā)的浮式平臺(tái)已成為各國學(xué)者及工程師關(guān)注的重點(diǎn)。系泊狀態(tài)下的海洋浮式平臺(tái)在特定的海域作業(yè)時(shí)，波浪、海流以及風(fēng)等外部載荷誘發(fā)浮體運(yùn)動(dòng)。系纜通過導(dǎo)纜孔與浮體連接，浮體的運(yùn)動(dòng)受到系纜提供的回復(fù)力影響；同時(shí)，浮體的運(yùn)動(dòng)也會(huì)影響系纜的受力及運(yùn)動(dòng)；研究二者之間動(dòng)態(tài)時(shí)變的耦合作用具有重要的意義。
　　本文以海上浮式結(jié)構(gòu)物及其系泊定位系統(tǒng)作為研究對(duì)象，采用頻時(shí)域法計(jì)算浮式結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)以細(xì)長彈性桿單元模擬系泊纜微段并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算

2、，最后對(duì)系泊狀態(tài)下的浮式結(jié)構(gòu)物進(jìn)行時(shí)域耦合分析。
　　大型浮體的耐波性預(yù)報(bào)通常采用勢(shì)流理論。本文通過間接時(shí)域方法計(jì)算浮體的運(yùn)動(dòng)。利用商業(yè)水動(dòng)力分析軟件計(jì)算浮體的頻域水動(dòng)力系數(shù)以及波激力；依據(jù) Cummins脈沖原理，推導(dǎo)得到波浪中浮體時(shí)域運(yùn)動(dòng)方程?；诰幊陶Z言Fortran自主開發(fā)自由狀態(tài)下浮體運(yùn)動(dòng)求解模塊，完成了自由狀態(tài)下FPSO在規(guī)則波和不規(guī)則中運(yùn)動(dòng)的時(shí)域計(jì)算，并驗(yàn)證了自主開發(fā)程序的正確性。
　　采用細(xì)長彈性桿單元模擬系

3、纜微段，推導(dǎo)系纜靜力和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)方程，采用有限元法進(jìn)行離散?；诰幊陶Z言Fortran自主開發(fā)系纜靜力和動(dòng)力求解模塊。利用靜力計(jì)算程序?qū)ΤＲ娤道|和海洋立管進(jìn)行計(jì)算分析，并考慮作用在系纜上的靜態(tài)流載荷及幾何非線性；通過與懸鏈線法和參考文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比論證，證明了程序的可靠性。采用動(dòng)力計(jì)算程序?qū)Ω?biāo)系泊系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，分析了非線性流載荷對(duì)系纜的作用。此外，還利用動(dòng)力程序研究了系纜與海底之間的非線性作用。最后，推導(dǎo)非線性材料系纜的靜力和動(dòng)力方程，利用