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FPSO串靠外输系统时域耦合动力分析
| 论文题名： | FPSO串靠外输系统时域耦合动力分析 |
| 关键词： | FPSO串靠系统;时域耦合分析;系泊系统;无航速浮体 |
| 摘要： | FPSO在工作海况下的石油外输问题，是当下研究的一个热点。随着近海油气资源日趋枯竭，FPSO的工作海域逐步走向深海。此时原油外输若采用海底管道，将要架设非常长距离的管线，不具有经济性，因此工程上通常采用穿梭油轮进行原油转运。油轮外输可分为旁靠外输和串靠外输。相比而言，串靠外输方式允许在更为严苛的环境条件中使用，安全性较高，因而该方式的应用更为广泛。 本文对 FPSO工作海况下的串靠外输问题进行了深入的研究。基于三维频域势流理论，给出了求解无航速浮体在波浪上运动的一般方法和频域水动力参数的求解办法。浮体时域水动力系数由频域的结果通过快速傅立叶变换转换（FFT）得到，系泊缆索采用时域非线性有限元方法进行模拟。建立系泊浮体时域耦合运动方程，探讨了求解运动方程的数值方法，对于系泊单浮体在波浪上的运动进行了算例分析，并将计算结果与试验结果进行比对，验证了计算程序的正确性。 本文建立了串靠系统时域耦合运动方程组，基于单浮体耦合运动程序编制得到串靠外输系统计算程序。针对由 FPSO及穿梭油轮组成的串靠输油系统进行了理论计算，给出了两浮体的运动响应时历，系泊缆索张力时历，系泊大缆张力时历，并通过谱分析探讨了低频波浪力和波频波浪力对系统的影响。 FPSO串靠系统是个多参数影响的复杂系统。本文探讨了风流作用力的大小和方向、FPSO和穿梭油轮的系泊方式、系泊大缆刚度、油轮装载工况等对于整个系统运动和系缆张力的影响，并根据计算结果对工程实际提出了可靠的安全建议。 本文的数值模型可用于串靠多浮体系泊系统的耦合求解，计算结果可为实际作业的串靠外输系泊系统提供具体的理论指导。 |
| 作者： | 王晨征 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 范菊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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