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内转塔系泊FPSO耦合动力分析
| 论文题名： | 内转塔系泊FPSO耦合动力分析 |
| 关键词： | 船舶系泊;船体载荷;系缆张力;动力学分析 |
| 摘要： | 内转塔系泊FPSO是一种浮式多体系统，系统中不仅存在内转塔与系泊缆索的耦合，还存在内转塔与FPSO船体的耦合。FPSO纵荡、横荡及艏摇的固有频率很低，极易在二阶差频力的作用下诱发大幅运动;垂荡、横摇、纵摇的固有频率在波频范围内，易在波频力作用下发生共振。为获得较好的风向标效应，内转塔位置一般靠近艏部。本文研究目标是研究内转塔系泊FPSO在随机海况下运动及受力响应特点，并分析影响参数对其影响。 本文基于OCIMF规范，计算船体风载荷和流载荷，采用三维势流理论计算作用在船体上的一阶和二阶波浪力。基于多体系统动力学理论建立内转塔与FPSO耦合动力模型和算法，采用集中质量模型建立内转塔与系缆耦合算法，编写Matlab程序并进行了算例验证。最终，基于aqwa软件对内转塔系泊FPSO进行耦合动力分析，并分析影响参数对其影响。研究发现：FPSO纵荡运动能量主要集中于低频区域;船体垂荡和纵摇运动能量主要集中于波频区域;系缆张力中低频成分和波频成分都很显著。波浪谱峰值周期和峰值因子的变化对FPSO低频和波频运动影响显著;当峰值周期与船体纵摇固有周期接近时会导致纵摇运动加剧，转塔位置越靠近艏部，系缆垂向运动越剧烈，进而导致系缆动张力增加;由满载向压载转变过程中，FPSO固有周期、系泊刚度、环境载荷发生变化，导致纵荡标准差显著减小，进而导致系缆张力标准差显著减小;在非共线载荷作用下，纵荡方向环境载荷减小，垂荡、纵摇方向环境载荷增加，进而导致纵荡运动标准差减小，垂荡、纵摇标准差增大。本研究对于内转塔系泊FPSO系泊系统设计具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 吕国森 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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