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Cell Spar平台垂荡板水动力性能分析研究

作　者: 尹海涛
导　师: 翟钢军
学　校: 大连理工大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: Cell Spar平台 垂荡板布置 AQWA 时域分析法 频域分析法 水动力
分类号: P752
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 129次
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内容摘要


本文结合我国南海某深海区块海况,对Cell Spar平台进行了选型及水动力计算分析,为我国南海深水油气开发中的深海平台研究提供依据。本文首先较为详细的介绍了Spar平台特别是Cell Spar平台的特点和及其关键部件垂荡板的研究现状和发展趋势。给出了波浪荷载、海流荷载等环境荷载的理论计算方法,阐述了频域分析法的具体计算过程和时域分析法的计算流程。针对我国南海海域某深海区块海况和平台作业要求,确定了平台主体结构和相关模块布置,建立了平台结构的有限元模型。选择不同数目的垂荡板布置,应用AQWA-LINE软件对平台的垂荡响应进行频域计算,分析了不同垂荡板布置的垂荡响应RAO,分析了垂荡板间距对平台垂荡响应RAO灵敏度的影响,对风暴自存状态、正常作业状态和拖航状态时的平台主体进行了水动力分析。考虑系泊系统、附加阻尼和附加质量,运用时域分析法对不同数目垂荡板布置的平台进行计算,结合频域计算结果并考虑经济性,确定了最优垂荡板布置方案,分析了最优方案平台结构在风暴自存状态、正常作业状态和拖航状态时,重心位置随时间变化的垂荡响应。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 Spar平台发展综述  8-9
  1.2 Spar平台的特点  9-10
    1.2.1 Spar平台的总体结构  9
    1.2.2 Spar平台的优点  9-10
  1.3 Spar平台的分类  10-13
    1.3.1 Classic Spar平台  10
    1.3.2 Truss Spar平台  10-11
    1.3.3 Cell Spar平台  11-13
  1.4 Spar平台的研究现状及发展趋势  13-16
    1.4.1 Spar平台垂荡板的研究现状  13-16
    1.4.2 Spar平台的发展趋势  16
  1.5 本课题研究背景及主要工作  16-18
    1.5.1 研究背景  16
    1.5.2 主要工作  16-18
2 波浪荷载及水动力的理论计算  18-26
  2.1 论计算概述  18
  2.2 线性绕射理论  18
  2.3 波浪对任意三维物体的作用  18-20
  2.4 漂浮物体在波浪作用下的运动响应  20-22
    2.4.1 物面条件和速度势  20-21
    2.4.2 物体的运动响应  21-22
  2.5 波浪与结构物作用的时域理论介绍  22-26
3 Cell Spar平台结构选型及主体模型的建立  26-35
  3.1 南中国海Cell Spar平台主要技术参数  26-27
  3.2 南中国海Cell Spar平台结构选型  27-30
    3.2.1 平台主体结构  27-28
    3.2.2 平台定位方式  28-30
  3.3 结构分析方法概述  30-35
    3.3.1 结构分析模型化  30-31
    3.3.2 AQWA简介  31-32
    3.3.3 平台有限元模型的建立  32-35
4 Cell Spar平台频域计算  35-54
  4.1 AQWA及频域计算概述  35-39
    4.1.1 模态分析概述  35-36
    4.1.2 运动模态分析  36-39
  4.2 不同垂荡板数目布置的频域计算分析  39-43
  4.3 不同垂荡板间距的平台垂荡响应灵敏度分析  43-45
  4.4 Cell Spar平台湿表面应力云图  45-54
    4.4.1 自存工况  45-48
    4.4.2 作业工况  48-51
    4.4.3 拖航工况  51-54
5 Cell Spar平台时域计算结果及其分析  54-63
  5.1 时域计算概述  54-55
  5.2 用于AQWA时域计算的卡片设定及其说明  55-56
  5.3 不同数目垂荡板布置下的Cell Spar平台时域计算结果  56-59
  5.4 装有4块垂荡板的Cell Spar平台不同工况下的时域计算  59-62
    5.4.1 自存工况下的时域计算结果  59-60
    5.4.2 作业工况下的时域计算结果  60-61
    5.4.3 拖航工况下的时域计算结果  61-62
  5.5 频域法与时域法对比分析  62-63
结论  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  66-67
致谢  67-69

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋工程 > 海上工程
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