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装配式VLFS基础的概念设计与水动力性能研究
| 论文题名： | 装配式VLFS基础的概念设计与水动力性能研究 |
| 关键词： | 超大型浮式基础;概念设计;耐波性 |
| 摘要： | 进入21世纪以来，各国都加强了对海洋资源利用的研究，而作为各类海上作业的关键基础设施——超大型浮式构筑物（VeryLargeFloatingStructures,VLFS）的研究也在紧锣密鼓的进行。对于超大型浮体基础而言，由于自身尺寸过大，难以在船坞中整体制造。使用装配式的形式则能够很好的避免这个问题，具有安装灵活、多用途、易维护、低成本的优势。 本文在充分调研了当前国内外对超大型浮体基础研究进展的基础上，提出了一种新型六边形模块装配式VLFS基础的初步设计方案，给出子模块与整体的主尺度参数，并设计了标准型、环型、三角型三种适用于不同应用场景的基础形式，同时，每个子模块还提供有外置浮箱，能够增大自身浮力或改变水动外形以适应不同海洋环境或应用场景，具有较高的灵活性和可操作性。 首先，对三种新型装配式VLFS形式和常见半潜式VLFS进行建模并进行浮性、稳性的对比分析。之后，进行频域下六自由度传递函数RAO、不规则波下的运动响应统计值及环型和三角型的波面升高响应函数计算。根据不同类型VLFS结构和受力特点，设计了不同的系泊系统并在百年一遇，风、浪、流联合作用海况下，进行系泊性能分析以及安全评定。结果表明，新型装配式VLFS均符合规范要求且比传统半潜式VLFS的结构形式具备更好的水动力性能。其中环型基础具有最好的稳性，对比半潜式基础，在一年一遇、百年一遇海况和0?和90?浪向角下的横荡、垂荡、横摇与纵摇响应统计值均降低40%以上。设置单点系泊并装配了浮箱的三角型基础具有最优的消波性能，在任意浪向角下，尾端绝大部分区域的频域波浪升高RAO降低60%以上。 当前，装配式VLFS仍处于初期研究阶段，本文提出的新型六边形子模块装配式VLFS结构形式新概念、主尺度参数设计以及对应的系泊系统设计，对更深入的理解与预报该种类型VLFS在风、浪、流作用下的运动机理及RAO响应，促进相关研究和工业产业发展，具有十分重要的意义。 |
| 作者： | 王秋垒 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 肖仪清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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