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深吃水半潜式平台涡激运动响应特性研究
| 论文题名： | 深吃水半潜式平台涡激运动响应特性研究 |
| 关键词： | 深吃水半潜式平台;圆柱绕流;涡激运动;动力响应 |
| 摘要： | 随着人类对石油气的需求量不断增加，深海石油气资源的勘探开发技术也不断进步与发展，半潜式平台在深海石油气开采中得到广泛的应用。由于国内外海上油气的勘探范围向深水不断发展，恶劣海况频繁出现，半潜式平台的工程应用也面临深海恶劣海况的严峻挑战，准确预报和改善平台水动力性能，提高生存能力和作业效率，是国际海洋工程十分重视的问题。为改善半潜式平台的垂向运动性能，增加平台吃水是有效途径之一，但是，当半潜式平台的设计吃水增加时，即发展成所谓的深吃水半潜式平台，立柱在水下部分增加，漩涡脱落引起的脉动压力增大，产生涡激运动的有效激励增大，从而引起平台较为明显的涡激运动。所以，进行深吃水半潜式平台涡激运动研究，重点关注涡激运动的成因、演化模式、响应特征，及其对锚链及海洋立管的疲劳损伤，对深吃水半潜式平台的设计和建造具有极大的意义。 本文在对计算流体力学及单立柱绕流、四立柱平台涡激运动理论知识深入了解的基础上，采用计算流体力学软件（FINE/Marine）开展了二维及三维模拟，两种平台模式（固定模式、系泊模式）进行了数值模拟计算，并给出了流体力系数、涡脱频率、运动响应分析研究。具体研究工作结论如下： 通过对不同雷诺数下单圆柱绕流的计算模拟，得出、分析了涡脱形态、升阻力系数、涡脱频率随流速变化的一般性规律，从机理上认知了均匀流作用下圆柱水绕流动力特性的规律。 通过对深吃水半潜式平台三维模型的建立及数值模拟，得到平台整体关于升阻力系数、涡脱频率、不同截面平均压力系数沿周向的分布、横向及纵向的运动幅值以及达到自锁时幅值的变化情况，初步研究了深吃水半潜式平台的涡激运动响应。 |
| 作者： | 邓超 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王志东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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