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张力腿平台二阶运动响应与耦合分析
| 论文题名： | 张力腿平台二阶运动响应与耦合分析 |
| 关键词： | 张力腿平台;水动力系数;二阶差频;波浪载荷 |
| 摘要： | 辽阔的海洋蕴藏着丰富的矿产、石油、天然气资源，随着陆地资源的日趋枯竭，经济社会发展迫使人们将目光投向了海洋。海洋平台作为海上作业的有效载体，越来越受到人们的关注；同时随着海洋作业水深的不断增加，人们将重心转向了浮式深海平台结构物的研究和创新。具有半刚性半顺应性特点的张力腿平台（TLP），以其优良的运动响应性能、简易的操作性、廉价的经济性，而备受海洋工程界的关注和青睐。为了深入认知张力腿平台的水动力性能，为我国自主研发新型 TLP平台储备技术，本文以“深水TLP平台水动力分析”项目为背景，结合我国南海海洋环境特点，对目标 TLP平台的一阶、二阶运动以及耦合响应进行数值分析研究。 首先，本文基于势流理论原理，根据不同算法，对TLP平台在规则波浪环境中的水动力系数（附加质量和阻尼系数）、波浪载荷进行了数值计算研究，讨论并确定了 TLP平台水动力系数和波浪载荷RAO的分布规律。同时考虑张力腿系统附加刚度的影响，在一阶波浪载荷作用下对 TLP平台六个自由度运动响应进行了计算分析，探究了 TLP平台波频运动响应RAO的分布特点，描述了平台双对称特点对一阶运动响应的影响。 然后，结合势流理论、摄动方法对二阶绕射问题进行推导分析的前提下，采用数值计算方法对TLP平台受到的二阶差频、和频波浪载荷进行了求解，讨论了二阶波浪载荷的分布规律。并对二阶差频、和频波浪载荷作用下，TLP平台的二阶运动响应进行了计算研究，探讨了TLP平台六个自由度的二阶运动响应传递函数QTF的分布规律和特点，论述了TLP平台双对称性与二阶运动响应的关系。 最后，基于时域运动控制微分方程，考虑TLP平台本体、张力腿系统、立管系统相互耦合作用下，就不同海况、不同方向情况下的风、波浪、海流、二阶差频、二阶和频载荷对TLP平台耦合运动响应的影响作了数值计算研究。计算分析发现，风载荷和海流载荷是引起平台水平偏移的主导因素，波浪载荷是让平台作往复运动的关键。 |
| 作者： | 李晓勇 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 秦洪德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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