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深水系泊系统实验截断力矩相似特性及非对称性研究
| 论文题名： | 深水系泊系统实验截断力矩相似特性及非对称性研究 |
| 关键词： | 深水系泊系统;半潜式平台;截断力矩相似特性;非对称系泊;海洋平台;试验方法 |
| 摘要： | 为了满足深水油气开发的需要，新的浮式平台型式不断涌现。波浪水池模型试验是对新型平台及其系泊系统进行检验的重要手段之一。针对水池尺度无法满足深水系泊系统布置的问题，可采用混合模型试验的方法。该方法中，如何改进截断系泊系统的设计变得十分重要。 摇荡运动特性是半潜式海洋平台的重要性能指标，对其气隙性能有直接影响。本文针对一工作在1500m水深的半潜式平台为例，设计了5套符合水平及垂向回复力、最大单根缆受力特性相似的截断系泊系统，使之具有不同的力矩特性曲线，考虑了生存工况（百年一遇）环境下的迎浪(180o)和斜浪(225o)浪向，以及作业工况（一年一遇）环境下的迎浪浪向，探讨了水深截断系泊系统的力矩特性相似对半潜式平台摇荡运动产生的影响。 结果表明：不同的截断系泊系统设计，与全水深系统的力矩相似特性不同时，计算而得的摇荡运动有一定差异。当平台的平均漂移越大，摇荡运动的差异越明显，这是由于偏移越大，系泊系统的回复力矩越大，与平台自身回复力矩相比已不可忽略。具有不同力矩特性的截断系泊系统主要是对摇荡运动的低频响应产生影响，而对波频分量几乎无影响。 所以对于半潜式平台，为使截断试验的摇荡运动结果能与全水深结果更接近，在设计等效截断系泊系统时，需要保持与全水深系统一致的力矩相似特性，特别是考虑生存海况作用、运动响应较大的时候更是如此。 另外，非对称系泊系统的截断设计一直是截断系泊系统设计的一个难点，本文对其做了初步的探讨。分析了非对称系泊系统进行截断设计时的难点，主要是由于垂向截断和水平截断的存在，难于用多目标算法设计出同时满足多个方向上的静力特性一致的截断方案。以某半潜式平台为例，介绍了对其生存工况的非对称系泊系统进行水平截断设计的过程。采用试凑法，结合水平截断因子，并通过研究该系泊系统的静力特性随系泊缆参数的变化规律，多次调节截断参数，最终得到了符合要求的截断系泊系统，给出了静力对比曲线。 |
| 作者： | 乔薛峰 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 肖龙飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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