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半潜式钻井服务支持平台风载荷数值模拟计算
| 论文题名： | 半潜式钻井服务支持平台风载荷数值模拟计算 |
| 关键词： | 半潜式钻井;数值计算;风载荷;海洋平台 |
| 摘要： | 半潜平台作为一种海上高耸结构物，对风载荷尤为敏感。由台风（飓风）所导致的平台倾覆，不仅威胁人员生命安全、带来难以估量的经济损失，更重要的是海洋平台倾覆也往往伴随着漏油污染事故，因此平台风载荷的准确预报对其安全性及经济性具有重要的意义。 目前国内对半潜平台风载荷的数值计算仍以定常风或梯度风为主，而较少涉及随机风，因此本论文以半潜式钻井服务支持平台BT-3500 TSV为研究对象，采用数值风洞和规范计算相结合的方法对 BT-3500 TSV在定常风与随机风作用下的风载荷进行分析研究，并对平台的遮蔽效应进行了初步计算分析，最终提出了3种平台优化方案并进行了优劣性比较。论文的主要研究内容如下： (1)分析比较了不同高度、不同平均风速对Davenport、API、NPD风谱谱密度值的影响；采用简谐波叠加将3个风谱转换为时程脉动风速，并分析比较了不同参考风速对随机风脉动区间的影响； (2)对半潜式钻井服务支持平台BT-3500 TSV进行定常风与随机风载荷数值模拟研究。建立各工况数值模型，并导入编译的随机风UDF程序，对BT-3500 TSV在自存海况下的风力和风倾力矩开展研究；并将随机风计算结果与规范计算值以及定常风数值模拟结果进行对比分析，同时对平台压力分布等进行阐述分析； (3)选取平台上层建筑中5个典型构件，利用Fluent与ABS规范计算了无倾斜工况下其在平台上实际所受风力与单独受风时的风力，给出了遮蔽系数与被遮蔽率，为更详细的研究平台上层建筑各构件所受风力提供详细的数据支持； (4)研究了不同间距比、高度比下串列布置的两方柱以及两圆柱之间的遮蔽效应，对被遮蔽方柱、圆柱的风力与遮蔽系数进行了统计分析； (5)通过对平台上层建筑遮蔽效应以及受力的分析，结合国内外半潜平台上层建筑结构与布局设计的经验，提出3种优化方案，并对定常风与随机风作用下的风载荷数值模拟，比较了3种方案的优劣性，为后续的设计研究提供参考和依据。 |
| 作者： | 蒋汝斌 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 管义锋;谷家扬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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