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原文传递海洋导管架平台的耐撞特性研究

论文题名：	海洋导管架平台的耐撞特性研究
关键词：	数值仿真;碰撞力估算;海上石油开采;海洋平台;环境保护;耐撞性能;流固耦合方法;碰撞船质量;碰撞位置;仿真模型
摘要：	近些年来，鉴于陆上资源的日渐枯竭，资源开发向海洋，尤其是深海进军已成必然趋势。而作为海上石油开采主体结构的海洋平台，其建造，使用的安全性也越来越多的受到人们的关注。船舶与海洋平台的碰撞往往会造成结构破损、货物泄漏、环境污染、人员伤亡等灾难性的后果。所以，无论是从安全上、经济上，还是从环境保护上来看，提高海洋平台的耐撞性能都具有重要的意义。船舶与海洋平台发生的碰撞是结构在很短的时间内(大约零点几秒到一点几秒)在巨大碰撞载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应过程，存在着大量的非线性问题。不同于陆上的结构碰撞，船舶与海洋平台的碰撞属于一种典型的流固耦合问题。在碰撞过程中还包含很多不确定因素，如碰撞的性质、强度、被撞结构和撞击船的状况等。所有这些特点使船舶与海洋平台的碰撞问题的研究变得相当复杂和困难，需要综合应用船舶水动力学、塑性力学、断裂力学和结构可靠性等方面的理论知识。到目前为止已经发展出多种研究方法用于船舶与海洋结构物的碰撞分析，包括经验方法、简化的解析方法、试验方法和有限元仿真方法等。其中，非线性有限元数值仿真方法是目前最为有效的方法之一，也是最符合实际的一种方法。本论文就是采用流固耦合方法，建立了一艘带有球鼻首的商船与固定的导管架海洋平台碰撞的有限元仿真模型，并对碰撞过程进行数值仿真模拟。在此基础上，对被撞海洋平台的碰撞性能进行了研究，得到了被撞海洋平台构件的损伤时序变形图，能量、碰撞力时程曲线；讨论了不同的碰撞船质量、初速度以及碰撞位置等不同条件对被撞平台结构碰撞性能的影响并根据不同的碰撞结果拟合出最大碰撞力估算公式；考虑在海冰充当中间介质的情况下，对被撞平台碰撞性能的影响，并得到工程海冰的破坏过程及不同海冰范围对碰撞结果的影响。
作者：	杨亮
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	马骏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文