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原油转驳船减摇附体设计与水动力分析
| 论文题名： | 原油转驳船减摇附体设计与水动力分析 |
| 关键词： | 原油转驳船;横摇阻尼;减摇附体;水动力分析;数值模拟 |
| 摘要： | 随着陆地油气资源的日益紧缺，深远海油气资源的开发需求正在逐渐扩大。在进行相关海上作业时，可以采用原油转驳船（CTV）实施 FPSO原油的转驳外输，即采用CTV牵引超大型油轮（VLCC）在FPSO附近实施避碰目的的机动定位和原油过驳外输。在波浪的用下，CTV在机动定位及转驳作业过程中会产生相应的摇荡运动，特别是横摇运动较为突出，这会影响 CTV的作业稳定性以及安全性，因此有必要采取一定的减摇措施，如加装减摇附体，以达到CTV平台的作业稳定，也由此提高作业效率及安全性。为了得到有效且工程可用的减摇附体设计方案，本文在对 CTV水动力及运动分析的基础上，开展了CTV减摇附体的方案设计研究。基于粘性流体力学理论，采用CFD技术，借助软件 STAR-CCM+，对 CTV摇荡阻尼重点是横摇阻尼进行了数值仿真计算，继而开展了波浪中 CTV摇荡运动的数值计算与分析；根据减摇技术原理与量化分析，提出了底边裙的减摇附体概念与预期设计方案，通过对加装底边裙后 CTV摇荡阻尼、摇荡运动与减摇效率的分析，给出了工程适用且技术可实施的 CTV减摇附体（底边裙）设计方案。 首先，使用重叠网格技术，针对C11集装箱船建立了船体强迫横摇运动数值求解模型，将数值计算结果与试验值进行了比较，吻合度高，证明了方法的可行性。基于此方法对原油转驳船进行了横摇阻尼的计算。 其次，进行了数值造波方法研究，利用边界造波方法进行了数值波浪模拟，将数值模拟结果与理论解析结果进行了对比，表明了数值造波方法的可行性。利用此造波方法进行了CTV正横波浪中的运动响应计算，与文献中理论结果趋势相似。 再次，参考舭龙骨的设计经验提出了底边裙的尺寸方案，并对各尺度的底边裙进行了水动力分析和流场检测。随着底边裙宽度的增大，横摇阻尼系数增大，数值计算结果与理论结果相似。由于底边裙的存在对流场产生了影响，产生的涡的数量和尺寸要比不加装底边裙时数量多，能量强。 最后，将加装底边裙的 CTV进行了波浪中运动响应的数值计算，根据幅频响应计算了工作工况下的幅值计算，确定了底边裙的尺寸。根据确定的底边裙的尺寸，将CTV置于实际海况下的不规则波浪中进行了验证，结果合理。 |
| 作者： | 陈德亮 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 马山;张晓宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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