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原文传递铰接塔平台非线性动力响应分析

论文题名：	铰接塔平台非线性动力响应分析
关键词：	铰接塔平台;非线性摇摆;波浪载荷;超谐共振;混沌运动
摘要：	铰接塔平台是未来油气资源开发的重要装备，其可应用于钻井、单点系泊及装载终端等不同的作业环节。由于铰接塔本身的结构特性和海洋环境的作用，其动态响应分析涉及结构非线性和载荷非线性，至今缺乏有效的计算方法。研究铰接塔平台动力响应的预报方法及其复杂的动力特性，是铰接塔平台设计中的关键问题，具有重要的理论意义和工程实用价值。该文针对深海顺应式铰接塔平台在波浪环境中的波浪载荷及运动响应问题进行了深入的理论研究。考虑恢复力矩的非线性及波浪载荷的非线性，提出了运动分析模型，综合考虑波流联合作用，建立了平台运动计算的微分方程。计算了400米高的铰接塔平台的在波浪/波流联合作用下主共振(ω=ω0)、亚谐共振(ω=2ω0)、超谐共振(ω=1/2ω0)。讨论了不同方向海流作用下平台系统的动力特性，以及低频波浪载荷作用下平台的非线性行为和初始条件对运动的影响。该文建立了平台固有频率的近似估算公式，提出了海流作用下平台静平衡位置的估算方法，给出了海流、摩擦系数、柱体直径、柱体单位质量和平台甲板质量等因素对平台静平衡位置的影响。通过数值模拟，揭示了波浪作用和波流联合作用下平台主共振、亚谐共振和超谐共振出现的条件以及流体阻尼CD和库仑摩擦阻尼μ对系统运动的影响，阐述了不同方向海流作用下平台系统的运动特性，计算得到了平台出现混沌运动的条件。
作者：	周满红
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：	2005
正文语种：	中文