原文传递
考虑液舱晃荡影响的浮式生产储油轮波浪响应研究
| 论文题名： | 考虑液舱晃荡影响的浮式生产储油轮波浪响应研究 |
| 关键词： | 浮式生产储油轮;液舱晃荡;波浪频率;运动响应;结构强度 |
| 摘要： | 随着海洋油气资源开发技术的发展，浮式生产储油轮（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）的应用越发广泛，同时它的发展还有着大型化、深水化和高安全性要求的特点。波浪中 FPSO的运动激励着其内部液舱中的液体发生晃荡，使其产生较大的晃荡压力，严重时对结构产生破坏，而晃荡的液货又影响 FPSO的运动，两者相互影响，是一个典型的耦合问题。在现有的研究中，对于液舱晃荡问题通常较多关注于其内部自由液面的捕捉，对于运动响应与结构强度计算问题，通常将液货固化不考虑其液舱晃荡效应。而将两者结合考虑，分析液舱晃荡对运动响应和结构响应影响的研究还相对较少，需要进一步研究。本文基于三维频域与时域势流理论，对FPSO采用线性与弱非线性理论，对液舱晃荡采用线性理论，并采用新的水动力-结构载荷传递方法，在不考虑系泊系统的影响下，就液舱晃荡对 FPSO运动响应与结构响应的影响问题进行如下几个方面的工作： 1）围绕船舶在波浪中的运动与载荷预报、液舱晃荡问题、液舱晃荡与船舶的耦合这三个方面的研究，阅读大量国内外文献，对之前的研究进展进行了较为全面的回顾与综述； 2）利用波浪理论、船舶在波浪中运动的势流理论和液舱内流场的势流理论，建立了船舶与液舱晃荡的耦合运动方程，并介绍了其数值解法，然后阐述了基于水动力-结构模型的载荷传递方法； 3）基于线性频域势流理论，采用HydroSTAR软件，对一艘实验FPSO在不同载液率、不同浪向下的频域运动响应进行计算，通过与实验结果对比，验证计算方法的有效性，并分析不同载液率工况时，液舱晃荡对FPSO运动响应的影响规律。 4）利用时域势流理论，通过HOMER软件，对FPSO采用弱非线性理论，对液舱晃荡采用线性理论，对FPSO在多个典型波浪频率下的运动响应和载荷进行时域计算，分析不同时刻液舱晃荡对 FPSO的运动和载荷的影响规律，并讨论不同时刻液舱内的晃荡压力。 5）建立结构有限元模型，应用水动力-结构载荷传递方法，将 FPSO所受的波浪和液舱载荷传递给结构模型并利用HOMER软件中的Nastran模块进行结构应力计算，探究不同时刻液舱晃荡对 FPSO整体和局部结构应力的影响规律，分析应力较大的区域并提出改进意见。 |
| 作者： | 骆阳 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 朱仁庆 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
