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Spar平台系缆张力及垂荡运动响应分析
| 论文题名： | Spar平台系缆张力及垂荡运动响应分析 |
| 关键词： | spar平台;深海系缆张力;耦合运动;海底支持力;动态张力突变 |
| 摘要： | 本文研究深海系缆张力的突变规律，以及Spar平台浮体-系泊系统的耦合运动特性，对于深海Spar平台的设计开发具有较重要的理论和工程意义。 考虑海底支持力、流体拖曳力、惯性力、结构阻尼等因素建立了系缆的运动方程，研究系缆的动张力变化特性以及海底支持力对系缆的影响。根据受力平衡关系得到平台运动方程。将系缆的运动方程与平台运动方程联立，通过在系缆与平台连接点处位移边界条件和力边界条件的满足，建立了基于集中质量法的耦合算法。最后分别采用拟静态方法和耦合算法计算1018m水深情况规则波下Spar平台的运动响应；分析Spar平台运动特性及系缆张力的变化特性，并比较耦合方法和拟静态方法的差别。 本文研究表明，系缆因系缆上端点运动而运动时，靠近海底的系缆运动幅值较小，但由于缆与海底的撞击作用，海底系缆张力较大，运动频率较大。系缆张力随系缆上端点的运动而变化，当系缆上端点具有较大的频率和较大的运动幅值时，系缆张力会越来越大，并出现系缆交替松弛.张紧的现象。通过计算平坦海底和不平坦海底的系缆形状和静态张力，表明海底地形变化较大时，对系缆的形状、张力和系泊浮体的运动都有影响。 通过分别采用拟静态方法和耦合算法计算规则波时Spar平台运动的响应，表明系缆阻尼可以减小Spar平台的垂荡运动，并且随着水深的增加，垂荡运动减小量越大。在1018m水深时，垂荡运动减小量为6.6％左右，这表明计算平台运动时需要考虑系缆阻尼的影响。当系缆上端点随平台浮体上下振荡时，系缆产生较大的动态张力，改变系缆流体拖曳力系数大小，Spar平台主体运动改变。当流体拖曳力系数较大时，平台主体自由垂荡运动衰减很快。 |
| 作者： | 易丛 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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