半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究

半潜式平台的水动力及系泊系统性能研究
海洋能源、矿产等资源的大力勘探和开采促使了海洋工程领域的蓬勃发展,而半潜式平台以其抗风浪能力强、适应水深范围广、装载量大等优点,成为了海洋资源勘探开发的主流工具之一。

因此,对半潜式海洋平台进行水动力性能分析,计算平台在风浪流联合作用时的运动响应和系泊系统的张力响应,是尤为重要的。

本文以南海300米水深的某半潜式平台为对象进行水动力分析和系泊系统
性能研究,在此基础上探讨了半潜式平台运动响应的影响因素。

论文的主要内容包括以下几个方面:1.在三维势流理论的基础上,利用ANSYS-AQWA软件,建立半
潜式平台的水动力模型,计算分析平台的水动力性能,获得了附加质量、阻尼系数、运动响应幅值算子和波浪力等水动力参数。

2.根据作业水深和半潜式平台的特点,将平台的系泊系统初步设计为8根对称布置的悬链线式系泊系统。

再利用前章节计算的频域水动力结果,对半潜式平台和系泊系统在生存载况、作业载况,以及风浪流联合作用下进行时域耦合动力分析,计算了平台的响应历时曲线和系泊线的张力变化曲线。

3.进行模型试验验证研究,在频域和时域计算分析中各选取了一种典型工况,结合模型试验结果进行验证分析。

分析表明,在规则波中仿真计算和模型试验结果吻合度很高。

在复杂工况的时域分析中,虽然二者之间存在一定的误差,但依旧能较准确
的预报出平台的运动响应和系泊性能。

因此,利用AQWA仿真计算平台的水动力性能具有可靠性和实用性。

4.在上述研究的基础上,通过数值计算分析的方法,探讨了半潜式平台运动
响应的影响因素。

计算模型仍旧为原半潜式平台,分别计算了不同重心高度、吃
水深度和是否带有垂荡板对平台运动响应的变化规律,为今后半潜式平台的优化设计提供一定的参考。

本文的研究内容对于使用AQWA仿真和模型试验来研究半潜式平台的水动力问题有一定的借鉴作用;同时,本文探讨的半潜式平台运动响应的影响因素,所得到结果对于半潜式平台的设计和结构优化具有一定的意义。