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FPSO单点系泊系统运动响应分析
| 论文题名： | FPSO单点系泊系统运动响应分析 |
| 关键词： | FPSO单点系泊系统;三维势流理论;AQWA软件;串靠外输系统;水动力分析;耦合运动 |
| 摘要： | 内转塔式单点系泊FPSO具有适应水深范围较大、抵抗海洋环境能力较强、经济性相对良好的优点,因此已经成为海洋工程领域研究的热点。其中单点系泊系统及FPSO与驳船串靠外输模式下的运动响应预报是目前急需解决的重要问题,开展系泊系统设计与多体耦合运动响应研究对于保障FPSO的运输安全具有重要的指导意义。 本文采用基于三维势流理论的AQWA软件进行FPSO单点系泊系统及串靠外输系统的水动力分析及耦合运动的实时数值预报。 本文对FPSO微幅波诱导下的水动力进行了分析,得到了附加质量、辐射阻尼、一阶波激力、平均二阶漂移力和运动响应幅值算子随水深、吃水深度、入射浪向角的变化规律。在水动力计算结果的基础上,本文对FPSO的系泊系统进行了初步设计,并对深水FPSO及张紧式单点系泊系统耦合动力响应进行了计算分析。针对1000米水深,百年一遇海况下的FPSO系泊系统耦合运动响应进行了实时数值预报,得出了不同风、浪、流方向组合下FPSO的平衡位置、运动响应及系泊缆张力的时域统计结果,结果指出FPSO系泊系统的安全系数在浪、流同向,斜风或侧风时偏小。 为提高FPSO系统的作业安全,增加其使用寿命,应尽量减小平台的水平偏移量、增加系泊系统的安全系数,本文针对这两个要求,探讨了内转塔位置、张紧式系泊缆材料分布、系泊缆预张力大小与方向、系泊缆数量、系泊缆布置形式等参数对FPSO系泊性能的影响,在综合考虑所有参数影响规律的基础上,提出了一套1000m内转塔式单点系泊系统的优选方案:其中转塔距船艏柱25％Lpp,系泊半径1500m,缆长1775m,下端钢链占总长9%,中段聚酯缆占总长90%,上端钢链占总长1%,预张力3367.3KN,预张力倾角36°,缆绳9根(3组×3根/组),每组三根缆间夹角5°,并对该系泊系统进行了完整工况及破损工况下的强度校核,均可满足FPSO系泊定位的工程要求。 本文开展了1000米水深内转塔式单点系泊FPSO串靠外输多体系统的水动力干扰和不同内转塔位置下串靠外输多体系统运动特性研究,研究结果表明,两船的装载情况对FPSO水动力性能影响较大,内转塔距船艏25%Lpp处较为合理,这与FPSO单体运动响应的结果相一致,本文的计算分析结果对内转塔式单点系泊FPSO的设计及外输系统的设计有一定指导意义。 |
| 作者： | 刘晓健 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王志东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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