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《深水半潛式平臺垂蕩運(yùn)動計(jì)算研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第28卷第5期中國海洋平臺V01．28No．52013年10月CHINA0FFSHOREPLATFORMOct．，2013文章編號：1001—4500(2013)05—0034—06深水半潛式平臺垂蕩運(yùn)動計(jì)算研究姜宗玉1，董剛1，崔(1．戈朗(上海)海事技術(shù)咨詢有限公司，上海201206；錦1，王愛軍22．中國船級社天津分社，天津300457)摘要：勢流理論對水的粘性的忽略以及半潛平臺的小水線面特性，導(dǎo)致計(jì)算的垂蕩運(yùn)動幅值在共振頻率附近遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)動幅值。基于考慮水的粘性對平臺運(yùn)動的影響，將粘性阻尼系數(shù)引入剛性浮體波浪誘導(dǎo)運(yùn)動計(jì)算方程的粘性系數(shù)矩陣
2、，對半潛平臺垂蕩運(yùn)動進(jìn)行預(yù)報(bào)。運(yùn)用此方法以某型深水半潛式平臺為例進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，對比結(jié)果表明該方法可以在不需要加入人工阻尼的前提下有效預(yù)報(bào)半潛式平臺在共振區(qū)的垂蕩運(yùn)動。關(guān)鍵詞：半潛式平臺；垂蕩運(yùn)動；三維源匯分布法；粘性阻尼中圖分類號：P751文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AOnNumericalInvestigationofHeaveMotionforSemi—submersiblePlatformJIANGZong—yul，DONGGan91，CUIJinl，WANGAi-jun2(1．GrenlandGroup(China)Ltd．，Sh
3、anghai201206；2．ChinaClassificationSociety，Tianjin300457)Abstract：Theidealfluidassumptionandsmallwaterplanecharacteristicofsemi—sub—mersibleplatformresultsinunrealisticallylargeheavemotionhearresonance．Tosolvethisissue，viscousdampingisintroducedintomotionequationofrigidbody．The
4、introducedap—proachisappliedtopredictheavemotionofonesemi—submersibleplatformand，successively，validatedbymodeltest．Allresultsshowthat3Dsourceandsinkdistributionapproachcon—sideringviscousdampingisreliabletopredictsemi—submersibleplatform’Sheavemotionnearresonancewithoutartific
5、ialdamping．Keywords：semi—submersibleplatform；heavemotion3Dsourceandsinkdistributionapproach；viscousdamping0引言半潛式平臺的水線面遠(yuǎn)小于相同排水量的普通船舶，在相同的海況條件下受波浪的影響也遠(yuǎn)小于普通船舶，因此具有更優(yōu)越的耐波性，目前廣泛用于海上鉆探、油氣生產(chǎn)等領(lǐng)域?；趧萘骼碚摰娜S源匯分布法是計(jì)算浮體波浪誘導(dǎo)運(yùn)動的常用方法，有不少學(xué)者運(yùn)用這種方法對半潛式平臺的波浪誘導(dǎo)運(yùn)動進(jìn)行了研究。楊立軍等uo介紹了近年國內(nèi)半潛式平臺水動力性能的研究進(jìn)展，
6、并對水動力性能數(shù)值預(yù)報(bào)方法進(jìn)行了分析；朱航等[2]采用粘滯阻尼線性化方法，通過數(shù)值迭代計(jì)算得到了一座深吃水半潛式平臺的垂蕩響應(yīng)幅值算子，分析了垂蕩板對平臺垂蕩響應(yīng)的影響。收稿日期：2011一09—05；修改稿收到日期：2013—07—19作者簡介：姜宗玉(1981一)，男，工程師。第4期姜宗玉，等深水半潛式平臺垂蕩運(yùn)動計(jì)算研究半潛式平臺結(jié)構(gòu)形式的小水線面特性決定了其垂蕩固有周期在20S左右或更大，在此波浪周期內(nèi)垂蕩輻射阻尼微弱，如果忽略水的粘性，將導(dǎo)致計(jì)算的垂蕩幅值在平臺共振周期及其附近遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)動響應(yīng)幅值∞o。目前解決這一問題的常用做法是加入人
7、工阻尼[4’5]，人工阻尼具體數(shù)值一般通過試驗(yàn)獲取，因此共振區(qū)附近計(jì)算結(jié)果的可靠性對試驗(yàn)的依賴強(qiáng)烈?？梢酝ㄟ^計(jì)算得到粘性阻尼并將其代入浮體運(yùn)動計(jì)算方程計(jì)算半潛式平臺的運(yùn)動響應(yīng)。此方法無需加入人工阻尼，因此可在一定程度上降低對試驗(yàn)的依賴。以某型即將建造的半潛式平臺作為算例，對其垂蕩運(yùn)動進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算數(shù)據(jù)跟試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的可靠性。1計(jì)算理論莫里森方程、切片法和三維源匯分布法目前被廣泛用于海洋結(jié)構(gòu)物波浪載荷及運(yùn)動計(jì)算。莫里森方程主要用于計(jì)算小尺度海洋結(jié)構(gòu)物所遭受到流體載荷，切片法和三維源匯分布法以勢流理論為基礎(chǔ)，不考慮水的粘性，可用于
8、任何尺度海洋結(jié)構(gòu)物的波浪載荷計(jì)算。如無特殊說明，計(jì)算中所用坐標(biāo)系皆滿足笛卡爾右手坐標(biāo)系要求：原點(diǎn)。位于靜水面；X軸指向艏部
