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《深海SPAR平臺垂蕩-縱搖耦合運動Mathieu穩(wěn)定性分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第4期中國海洋平臺VoI．29No．42014年08月CHINAOFFSHOREPLATFORMAug．，2014文章編號：1001—4500(2014)04-0034-070深海SPAR平臺垂蕩一縱搖耦合運動Mathieu桑松1，2，3，穩(wěn)定性分析石曉1，李長東1，徐學(xué)軍4(1．中國海洋大學(xué)，山東青島266100；2．河海大學(xué)，南京210098；3．四川大學(xué)，成都610065；4．海洋石油工程(青島)股份有限公司，山東青島266555)摘要：采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，用希爾無窮
2、行列式法推導(dǎo)得到了縱搖響應(yīng)的馬休穩(wěn)定性圖譜，并用數(shù)值方法分析了平臺縱搖馬休不穩(wěn)定運動的發(fā)生過程。結(jié)果表明：在平臺參數(shù)確定的情況下，垂蕩幅值的增大是導(dǎo)致縱搖響應(yīng)發(fā)生馬休失穩(wěn)的主要原因，即除滿足發(fā)生馬休失穩(wěn)的頻率關(guān)系之外，只有當(dāng)波浪激勵作用引起的垂蕩運動的幅值達到一定程度時，才會il起縱搖運動的失穩(wěn)現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：Mathieu方程；耦合運動；參數(shù)激勵；穩(wěn)定性中圖分類號：P75文獻標(biāo)識碼：AStudyonMathieuStabilityofHeave—pitchCoupledMotionsofSPARP
3、latforminDeepSeaSANGSon91’2“，SHIXia01，LIChang—don91，XUXue—jun'(1．OceanUniversityofCHINA，CollegeofEngineering，ShandongQingdao266100，China；2．HehaiUniversity，Nanjing210098，China；3．SichuanUniversity，Chengdu610065，China；4．OffshoreOilEngineeringCo．，Ltd(Qing
4、dao)，ShandongQingdao266555，China)Abstract：ThispaperUSeStheinfiniteHilldeterminanttoderivethepitchingresponseMathieustabilitymapandappliesthenumericalmethodtoanalyzetheplatformpitchingMathieuunstablemovementsbythewayoftheoreticalanalysisandnumericalsim
5、ulation．Theresultsshowthatinthecaseofplatformparametersdetermined，theMathieuinstabilityofthepitchingresponseismainlyduetotheincreaseofheaveamplitude．Inadditiontomeetingtheinstabilityfrequencyrelationshipoftheheavemotionandwave，onlywhentheheavemotionam
6、plitudeinducingbythewaveexcitationsreachesacertainlevel．willtheinstabilityofthepitchingmotionoccur．Keywords：Mathieuequation；coupledmotions；parametricexcitation；stability引言隨著深海海洋資源的開發(fā)，越來越多的浮式海洋平臺投入運營。深海SPAR平臺由于其自身重心低、收稿日期：2013-06—03基金項目：國家自然科學(xué)基金(510791
7、35)；青島市科技發(fā)展計劃項目(12—1—4—1一(18)-jch)；水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點實驗室開放基金(2012491011)；水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室開放基金(1210)。作者簡介：桑松(1974一)，男，教授。第4期桑松，等深海SPAR平臺垂蕩一縱搖耦合運動Mathieu穩(wěn)定性分析·35·水線面小、垂蕩幅值小、初期投資低等特點，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。但由于其自身結(jié)構(gòu)特點，其垂蕩與縱搖固有周期比接近1：2，當(dāng)外界激勵滿足一定條件時會出現(xiàn)混沌和分叉等不穩(wěn)定運動‘
8、卜引。JunB．Rhoh和HangS．Choi[41對規(guī)則波中經(jīng)典Spar平臺的馬休不穩(wěn)定性進行了研究，指出當(dāng)平臺的縱搖固有周期與垂蕩固有周期比近似為2：1時，即使波高較小，也會發(fā)生縱搖的不穩(wěn)定運動。通過數(shù)值和試驗結(jié)果的比較，證實了Spar平臺在縱搖固有周期為垂蕩固有周期的2倍時最容易失穩(wěn)。1平臺運動方程的簡化由于平臺在深海中受到的首搖激勵力矩很小，并且由于Spar平臺橫向和縱向是對稱的，所以平臺的運動可以簡化為一個三自由度的運動方程‘爭7
9、：mXg=凡mZ，一FzLl，I：,yq
