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浮体锚泊线响应分析研究

作　者: 朱亚洲
导　师: 秦洪德
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 锚泊线悬链线理论集中质量法动力分析有限差分法
分类号: U675.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 67次
引　用: 1次
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内容摘要

锚泊线响应分析是深水平台开发的关键技术之一。由于深水环境载荷和锚泊材料物理特性及锚链构型影响,锚泊系统分析涉及到流固耦合非线性、几何非线性、材料非线性等运动稳定性问题。本研究结合当今海洋采油平台的主要定位方式,以浮体锚泊线响应为研究对象,对不同工况下的锚泊线响应进行分析研究。基于上述问题,本文开展以下几方面工作：(1)基于悬链线理论,本文推导出锚链线静态空间构型,并对单一成分,二成分,多成分锚链线静力特性进行分析。以一根三成分锚链线为例进行静力计算,给出其空间构型及其张力变化曲线图。‘(2)基于集中质量—弹簧模型,对锚链线进行空间离散,对节点进行力学分析,计及各项流体力,附加质量及流体静压力等因素的影响,建立锚链线运动控制方程。运动方程是一组高非线性的偏微分方程组,本文采用Houbolt有限差分格式在时域内进行积分求解,采用Newtow-Raphson迭代法对锚链节点张力修正值进行求解,得到了给定运动情况下的各节点的张力变化情况。(3)应用锚泊系统分析软件Ariane对不同空间构型的锚泊形式进行分析,并对锚链线动态响应特性进行计算,与基于集中质量理论自编程序计算结果进行比较验证。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 锚泊系统研究概述  10-11
  1.2 锚泊系统研究模型  11-12
  1.3 锚泊系统研究现状  12-15
  1.4 本研究主要工作  15-17
第2章锚泊线的静力特性分析  17-28
  2.1 引言  17-18
  2.2 建立数学模型  18-21
  2.3 单一成分锚链线静力特性分析  21-22
  2.4 二成分锚链线静力特性分析  22-24
  2.5 多成分锚链线静力特性分析  24-26
  2.6 数值算例  26-27
  2.7 本章小结  27-28
第3章锚泊线动力特性分析  28-43
  3.1 引言  28-29
  3.2 节点力学分析  29-31
  3.3 阻尼力求解  31-32
  3.4 建立运动方程  32-33
  3.5 运动方程的求解  33-40
    3.5.1 Houbolt有限差分格式  33-34
    3.5.2 运动方程离散  34-35
    3.5.3 张力修正值求解  35-37
    3.5.4 锚链线特殊点处理  37-38
    3.5.5 计算迭代过程  38-40
  3.6 数值算例  40-41
  3.7 本章小结  41-43
第4章锚泊线不同空间构型动力特性  43-64
  4.1 概述  43-44
  4.2 Ariane动态响应计算  44-52
  4.3 Ariane时域计算  52-53
  4.4 不同空间构型动力特性计算  53-63
  4.5 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-70
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  70-71
致谢  71

浮体锚泊线响应分析研究

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