半潜平台带浮子的系泊系统特性计算分析与参数优化研究
半潜平台是当今海洋油气资源开发装备中的主流产品,为了保证半潜式平台能够在恶劣环境下的作业安全,研究半潜式平台在风、浪、流中的水动力和运动性能,合理设计半潜式平台系泊系统就显得尤为重要了.本文提出了系泊缆中增设浮子方案,探讨浮子设计参数对系泊性能的影响规律,优化系泊系统,从而来改善系泊缆低频特性和降低平台水平运动,提升平台作业能力和安全性.首先以某半潜式平台为研究对象,构建半潜式平台三维水动力模型和考虑系泊系统的耦合模型,分别采用商用软件AQWA中的频域和时域耦合动力分析方法,对平台运动和系泊特性进行分析,并与试验结果进行对比,来验证数值模拟的有效性.其次,针对系泊系统方案,构建单浮子系泊系统数学模型和计算流程,并通过水池模型试验验证了数值模拟的有效性.然后,从静态和动态两个方面探讨浮子设计参数(例如浮子位置、浮子净浮力等)对平台运动和系泊张力特性的影响规律,特别分析了平台极值运动和系泊张力低频特性,得到了非常有意义的结果,同时提出了系泊系统的单浮子优化方案,通过数值计算评估分析,大大改善了平台运动性能和系泊特性.最后,在单浮子方案的基础上,进一步考虑多浮子情况,并构建相应的计算模型,同样通过模型试验来验证该方法的有效性.然后,研究了两浮子设计参数(例如浮子位置、浮子净浮力等)对平台运动和系泊张力特性的影响规律,获得了一些有意义的结论,同时提出了系泊系统的两浮子优化方案,并与单浮子优化方案进行比对,给出了适宜的优化结论,可为今后不同水深系泊系统加装浮子方案提供了技术支撑.
- 作者：
- 吴澜
- 学位授予单位：
- 中国舰船研究院
- 专业名称：
- 流体力学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2014年
- 导师姓名：
- 吴宝山；匡晓峰
- 中图分类号：
- P742
- 关键词：
- 半潜式平台；系泊系统；系泊浮子；耦合动力分析
- Semi-submersible； mooring system； submerged buoys； coupling motionanalysis