波浪载荷预报的目的
三体船波浪载荷预报研究
三体船波浪载荷预报研究三体船是我国自主研发的一种特种船只，其特点是具有优异的稳定性和运载能力。
然而，在海上航行中，三体船会遇到各种波浪的挑战，这就需要对三体船波浪载荷进行准确预报和分析，以确保船只的运载安全性和航速性能。
三体船波浪载荷预报研究是基于计算机模拟和实测数据分析的方法，旨在预测不同海况、不同航行状态下船只所受到的波浪载荷。
具体而言，该研究包括以下几个方面的内容：第一，建立三体船波浪载荷计算模型。
这是进行波浪载荷预报研究的基础，核心内容是建立三体船的动力学模型、水动力模型和波浪模型。
通过利用计算机软件对这些模型进行数值求解和分析，可以预测波浪对船只的影响和所受到的载荷。
第二，分析波浪对三体船稳定性和航速性能的影响。
波浪是船只在海上航行中不可避免的因素，不同波浪高度、波浪周期和波浪方向都会对船只的稳定性和航速性能产生不同的影响。
因此，需要在波浪模拟的基础上，进行相应的研究和分析，确定船只适宜的航行状态和航速。
第三，研究波浪载荷对三体船结构的影响。
三体船的船体结构是其运载能力和耐久性的保证，因此需要对波浪载荷对其结构的影响进行研究和分析，以保证船只的运载安全性和使用寿命。
第四，结合实测数据对模型进行验证。
模型的准确性和可靠性是波浪载荷预报研究的重点，需要通过实测数据的对比和分析，对模型进行验证和优化，提高预报的准确性和精度。
通过三体船波浪载荷预报研究，可以有效预测和分析船只在不同海况和航行状态下所受到的波浪载荷，进而制定合理的航行计划，确保船只的安全性和运载效率。
此外，该研究还可以为三体船的设计和改进提供重要参考，推动三体船技术的发展和应用。
在三体船波浪载荷预报研究中，需要分析不同海况、不同航行状态下船只所受到的波浪载荷。
以下以船只在自由航行状态下所受到的波浪载荷数据为例，进行相关数据的列出和分析。
1. 波浪高度：0.5-2.5米波浪高度是指波浪峰和波谷之间的垂直距离，是衡量海况的重要指标之一。
集装箱船波浪载荷的研究
集装箱船波浪载荷的研究孙倩;罗萍萍;周宏;顾钦平【摘要】通过船舶三维运动程序进行了船舶运动与波浪载荷的初步分析。
以一艘5500 TEU集装箱实船为例，通过设置不同航行条件来确定与运动和载荷最大值对应的航向角，得到了单位规则波作用下的运动振幅以及各种航向角下中剖面的受力转换函数和受力转换频谱，得到了主要载荷参数最大值所在位置、数值以及相应的航行条件，最后运用波谱理论进行了长期波浪载荷分析，并与现行规范进行了比较。
该结论可用于集装箱船极限载荷分析，也可为船体结构设计提供参考。
%In this article ship motions and wave loads were analyzed by using three dimensional motion of the ship program. As an example of a 5500TEU container ship, the heading angles of maximum motions and loads, amplitude of movement under the action of unit regular wave, load conversion functions, conditions and RAO (Response Amplitude Operator) of middle section at different angles had been determined. The maximum dominant load parameters were also obtained. At the end the long⁃term wave loads were calculated through the spectrum theory, and the results were compared with the values of classification rules. The con⁃clusions can be used to analyze ultimate loads of the container ships, and can also be the reference for ship structural design.【期刊名称】《集美大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】8页(P442-449)【关键词】集装箱船;Green函数;波浪载荷;船舶运动响应;长期预报【作者】孙倩;罗萍萍;周宏;顾钦平【作者单位】集美大学轮机工程学院，福建厦门361021;江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】U661.4集装箱船属于大开口船舶，在设计过程中除了要考虑垂向弯矩之外，还须考虑斜浪在船体上产生的扭矩和水平弯矩等[1].目前一般商船的结构是依据船级社规范[2-3]进行设计的.由于规范中数据和公式是根据大量的统计资料、实践经验和基本理论得出的，并没有全面考虑到具体的船体线型、尺寸、船速、海况等因素，因此按规范计算出来的船体剪力、弯矩和扭矩等并不是很精确[4].如果计算值偏大，据此设计的船体结构会造成材料浪费和载质量降低；计算值偏小，据此设计的船体结构强度就会不够[5].所以有必要先计算具体船舶的波浪载荷，再依据长期分析统计预估极限值，最后用动态载荷法进行结构分析.这种方法能够得到比经验公式更准确的船体结构受力情况，也能够降低船体结构设计的成本，提高设计效率.目前三维水动力理论研究方法主要有两种：自由面Green函数法和Rankine源法[6].自由面Green函数法中流场速度势是通过在船体湿表面分布源汇来确定的，Green函数可满足除物面条件以外的所有定解条件，该方法通过Green第二公式将速度势表达为分布源强沿船体湿表面的面积分和水面与船体交线的线积分之和.Rankine源法是在物面和自由面上都分布奇点的一种计算方法.该方法在分布奇点计算上较为简单，可考虑船舶的航速效应.这两种方法近几年来都取得了一些研究进展：孙葳等[7]开发了基于瞬时格林函数方法的三维时域计算程序，并对Wigley型船进行了数值计算；唐恺等[8-9]开发了基于混合格林函数法对初边值问题进行求解的程序，有效解决了外飘船型的数值发散问题；李辉[6]将Rankine源理论与三维水弹性理论结合对中高航速情况进行了研究；王伟飞[10]利用Rankine 源法在线性时域范围内求解浮体在有航速条件下的运动与波浪载荷，在求解基本势时考虑了方艉的影响；李霞丽[11]利用Rankine源法对三体船波浪载荷进行数值计算，并基于长期预报的结果进行了片体布局优化和航速优选.目前常用的船舶三维运动和波浪载荷预报软件有SESAM[12]、SCADIS[5]和HSC[13]等.本文的主要工作就是采用船舶三维运动程序(HSC)对5 500 TEU集装箱船波浪载荷进行短期和长期预报，并与现行规范的计算值进行对比.该程序采用自由面Green函数法对船舶的6个自由度和波浪载荷进行计算[13].本文分析的船舶是一艘5 500 TEU集装箱船，主要参数：总长277.350 m；水线长268.657 m；垂线间长264.000 m；船宽40.000 m；船深24.000 m；设计吃水12.000 m；方形系数0.6136；水线面系数0.853.为了获得船体各部位的最大波浪载荷，应该在不同海况、不同航向等组合条件下，设定主要的载荷参数，进行结构响应分析.对于大开口的集装船来说，最重要的载荷参数为:垂向波浪剪力、垂向波浪弯矩和波浪扭矩.为求取各主要载荷参数的最大值，可由船体运动频率响应函数着手，假定单位波高的正弦波频率(W)范围为0.05 ~2.00 rad/s，且由不同方向与航行中的船体相会，船速假定为75%设计船速，则沿不同的迎波角可以计算出不同的频率响应函数[13].针对本文中算例，航行条件制定如下：航速9.6 m/s；航向角分别为0°，30°，60°，90°，120°，150°，180°；相位角-180°~180°；波浪频率0.05~2.00 rad/s. 本文采用的船舶三维运动程序[13]小板分布图如图1所示.图2为船体在各航向角纵荡运动振幅(ξ1)；图3为船体在各航向角横荡运动振幅(ξ2)；图4为船体在各航向角垂荡运动振幅(ξ3)；图5为船体在各航向角横摇运动振幅(ξ4)；图6为船体在各航向角纵摇运动振幅(ξ5)；图7为船体在各航向角首摇运动振幅(ξ6).从图2—图7可以看出船舶各方向运动振幅最大时的航向角分别为0°，90°，30°，60°，30°，30°.图8至图13为各种航向角下，中剖面133 m处的受力转换函数的相位频谱，其中：F1为纵向剪切力；F2为横向剪切力；F3为垂向剪切力；F4为扭转力矩；F5为垂向弯矩；F6为水平弯矩.通过图8—图13可得到各方向载荷最大值所对应的航向角分别为60°，60°，180°，60°，180°，120°.由于计算的频谱图在1.0 rad/s以上常会出现不明或不合理的波峰，因此波浪频率范围重点考虑0~1.0 rad/s，而1.0~2.0 rad/s则仅做参考[13].计算出各方向的船体运动频谱与船体受力频谱后，还需选取主要载荷参数的受力转换频谱(Response Amplitude Operator RAO).本文分析对象为大开口集装箱货船，主要载荷选为垂向剪切力(F3)、扭转力矩(F4)与垂向弯矩(F5).因为船舶三维运动程序输出的受力转换频谱沿船长分为多段，所以必须对输出数据进行分析，选取RAO 振幅最大的船段，经过数据分析得知垂向剪切力(F3)最大值发生在距尾垂线(A.P.)165 m的船段，扭转力矩(F4)的最大值发生在A.P.66 m的船段，垂向弯矩(F5)的最大值发生在A.P.133 m(船中)的船段.依照以上条件，可以得到3个受力转换频谱图(RAO)，如图14—图16所示.本文选取的RAO只考虑0~1.0 rad/s波浪频率范围.选定好三个船段的最大的频谱图，根据频谱图选出振幅最大的航向角、振幅与频率，如图14—图16圆圈所标示的位置.垂向剪切力(F3)在航向角为180°，频率为0.55 rad/s 时产生最大振幅8.11×106N；扭转力矩(F4)在航向角为60°，频率为0.5rad/s 时产生最大振幅2.05×108N·m；垂向弯矩(F5)在航向角为180°，频率为0.45 rad/s 时产生最大振幅5.71×108N·m.每一个受力转换函数频谱图，都有一个对应的相位频谱图，能够获得不同频率所产生的不同相位角，如图17—图19所示.图17中频率为0.55 rad/s 时相位角为-0.627°；图18中频率为0.5 rad/s 时相位角为80.5°；图19中频率为0.45 rad/s 时相位角为-179.87°.船舶在整个使用期内(通常为20年)可能遇到各种不同的海况，在恶劣海况下，尽管营运时间短，但载荷响应值可达到极值.据统计推测，船舶在恶劣海况中的营运时间占总航行时间的5%左右[14].所以对于船舶设计人员来说，必须要重视船舶在整个使用期内可能出现的最大波浪载荷.长期波浪载荷分析，需要选取波谱与波浪频度，PM波谱法为观测大西洋开阔海域充分成长海浪归纳而成的经验公式，而本集装箱货船就航行于该海域，所以笔者在长期波浪分析程序中选取PM 波谱作为分析波谱[2,13].程序计算中所需用到的波浪频度表，本文选取IACS WP/S委员会推荐的大西洋波浪频度表[14]，经过计算，可以得到每一个船段所受到的不同方向的载荷，如表1所示.由于美国和中国等船级社规范[2-3，14]仅提供了垂向剪切力和垂向波浪弯矩两个波浪载荷公式，所以本文仅对这两种载荷的计算结果进行对比.长期波浪载荷分析结果中的垂向剪切力与船级社规范公式计算值相比，两者沿船长分布趋势大致相同.船中部分由PM波谱计算的长期载荷值(3.04×107N)与规范值(3.06×107N)非常接近，但在A.P.40~60 m和A.P.150~210 m处长期载荷所预估的垂向剪切力，明显高于规范值(以A.P.56.7 m为例，长期载荷值为6.12×107N，规范值3.25×107N).在A.P.220 m处至首部，规范值高于长期载荷所预估的垂向剪切力(以A.P.222.14 m处为例，长期载荷值为3.99×107N，规范值为4.38×107N；在A.P.250.7 m处，长期载荷值为3.45×106N，规范值1.47×107N).长期波浪载荷分析中垂向波浪弯矩值与船级社规范[2-3,14]公式计算值比较可以得知，两者沿船长的分布趋势基本一致，在船中中垂状态由PM波谱计算所得的结果与规范值只相差了16.31%(长期载荷值为5.07×109N·m，规范值4.243×109N·m)，中拱状态相差达到32.46%(规范值为3.424×109N·m).中垂状态A.P.160 m至F.P.和A.P.至A.P.40 m部分船段，中拱状态A.P.175 m至F.P.以及A.P.至A.P.25 m，这些船段垂向波浪弯矩规范值大于长期波浪载荷预报值，其他船段规范值小于长期波浪载荷预报值.综合上述计算结果和数据分析可得出如下结论：1)通过船舶运动与波浪载荷分析，得到了主要载荷参数最大值所在的位置、数值以及相应的航行条件.2)通过长期波浪载荷分析结果与船级社的规范计算值进行对比，可以得出垂向剪切力规范值在船中及首部已达到20年长期载荷标准，但在中前和中后部分低于20年标准.垂向波浪弯矩的规范值在船中低于20年标准，但中垂状态垂向波浪弯矩已接近20年计算标准.3)根据本文的计算数据经过编程可转化为分布于全船节点的节点力，用于进行集装箱船的短期和长期波浪载荷的有限元分析.4)按IACS WP/S委员会推荐的波浪谱和海况统计资料计算所得的长期载荷值比目前船级社规范公式计算所得的设计载荷值大[14]，按这种海况预报波浪载荷是偏于保守的.从船体比较强度角度出发，为了与IACS统一标准相协调，如果用IACS 推荐的波浪谱和海况计算波浪载荷的长期预报值，许用应力可适当调高，如果不提高许用应力，那么可将概率水平由10-8调整为10-5.5，此时的预报值作为船体波浪载荷的设计值.【相关文献】[1]朱锡,吴梵.舰艇强度[M].北京:国防工业出版社,2005.[2]中国船级社.钢质海船入级规范[S].北京:人民交通出版社,2012.[3]American Bureau of Shipping.Rules for Building and Classing Steel Vessels[S].New York:American Bureau of Shipping,2010.[4]何丽丝.超大型船舶在波浪中的动力响应分析[D].武汉：武汉理工大学,2013.[5]陈超核,钟伟芳.集装箱船结构设计波浪载荷计算[J].华中科技大学学报：自然科学版,2008,36(10):110-113.[6]李辉.船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2009.[7]孙葳,任慧龙,李辉,等.基于时域格林函数法的船舶有航速问题数值求解[J].船舶力学，2014,18(12):1444-1452.[8]唐恺,朱仁传,缪国平,等.波浪中浮体运动的时域混合格林函数法[J].上海交通大学学报，2014,48(4):508-514.[9]唐恺,朱仁传,缪国平,等.应用混合格林函数法计算波浪中浮体运动及离散参数取值的算例分析[J].中国造船，2015,56(1):102-113.[10]王伟飞.基于Rankine源法舰船有航速时域三维波浪载荷计算[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2010.[11]李霞丽.三体船波浪载荷研究与结构强度有限元分析[D].上海：上海交通大学,2014.[12]唐卫军.大型集装箱船三维波浪载荷计算[D].武汉：武汉理工大学,2006.[13]顾钦平.基于波浪载荷的集装箱船船体结构分析与研究[D].镇江：江苏科技大学,2015.[14]中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册(结构分册)[M].北京:国防工业出版社,2000.。
04波浪载荷
l1 , m1 , n1
22 为x轴在OXYZ中的方向余弦
3.3.4群桩效应
由于群桩按排或列布置，在平台设计中，应考虑群桩的掩护作用和相 互干扰作用。作用在一个构件上的波浪力，将受到与之靠近的另一个 构件尾流场的影响。前面构件尾流的旋涡可能激发后面构件的动态响 应，使其波浪力增加，这即是群桩效应。 当桩距/桩直径小于4时，应该考虑群桩效应。 根据模型试验和现场观测，群桩的掩护和干扰作用主要和桩距I 和桩径D之比有关。一般认为当桩距/桩直径大于4时时，桩的掩护作 用和干扰作用可不予考虑；当桩距/桩直径小于4时，应将波浪载荷乘 以群桩系数 K 。其值应尽量由实验确定，或者查阅有关资料。
司托克斯五阶 破碎界限
艾 里 波
H-波高 d-静水面下高度 T-波浪周期
椭
浅水波
深水波
3
（1）设计波高： 根据平台所在位置及附近海域 长期实测资料（要求不少于一年），推算不同 重现期的设计波高。我国《海上移动平台入级 与建造规范》规定的设计波高的选取方法：
H d Min(H max , H b )
23
3.3.5 海生物附着对波浪力的影响
海洋桩基平台在使用期间，桩上会附着各类海生 物，这样会增大桩柱的阻力系数值 C D ，增大波浪拖 曳力。据国外资料提供的数据，在海生物附着显著 的海域，波浪拖曳力增大 20-40%；同时由于海生物 附着，加大了桩柱的直径，也必然加大了波浪惯性 力。为此，规范中规定：在海生物附着范围内，莫 里森公式中惯性力项的桩径Ｄ应按实际直径计算， 并将波浪拖曳力乘以相应系数n。n值可根据海生物 附着程度的不同确定。
S ( )
3 2
A
e 5
B
4
（米 2 秒）
设计波法在张力腿平台设计中的运用
设计波法在张力腿平台设计中的运用单击此处编辑副标题 黄 佳2015年8月20日一、设计基础 二、设计波法原理 三、短期预报 四、长期预报 五、总结设计基础平台状态 完整 HULL破舱-无压载补偿 HULL破舱-有压载补偿 Tendon破损-无压载补偿 Tendon破损-有压载补偿 Tendon移除-有压载补偿 B 作业工况 1-Year A B S B S B B S S S 折减后的 极端工况 生存工况 钻井作业工况 极端工况 10-Year B S A 内波作业工况100-Year 1000-Year 10-year非台风 1-year非台风+内波 A设计寿命20年 根据APIRP2T规范，Loadcase分为三个等级，A、B、Ｓ注：A：作业工况；B：极端工况；S：生存工况；设计基础1 1000-year 2 100-year 3 10-year 4 1-year Max Wave and Associated Wind & Current Environment Condition SummaryTropical Cyclone Tropical Cyclone Tropical Cyclone Tropical Cyclone Survival Case Jonswap 2.4 Omni Omni 16.50 17.2 13.7 27.6 17.2 2.40 0.00 -1.12 0.00 Extreme Case Jonswap 2.4 Omni Omni 13.60 16.3 11.6 23.5 14.9 1.86 0.00 -1.09 0.00 Reduce Extreme Jonswap 2.4 Omni Omni 10.30 15.1 9.6 17.8 10.9 1.39 0.00 -1.08 0.00 Normal Operating Jonswap 2.4 Omni Omni 7.50 13.9 8.3 12.9 8.6 1.12 0.00 -1.03 0.00风 浪 流Wave Gamma Heading (Wamit) Direction (TN, from) Significant wave ht (Hs) Spectral peak period (Tp) Wave cross period (Tz) Maximum wave ht Maximum crest ht Tide & Surge: Highest Water Level Tide & Surge: Mean Water Level Tide & Surge: Lowest Water Level Subsidence(deg) (m) (sec) (sec) (m) (m) (m) (m) (m) (m)4设计基础风暴工况（tropicalcyclone）取条件极值 非风暴工况（non-tropicalcyclone）取主极值设计基础在等级B，S下，环境条件均采用条件极值 OMNI设计基础设计基础回归周期的意义 P为单次响应的超越概率，t为单次响应的平均跨零周期，Tr为回归周期 P=t/Tr 举例说明，某海域波浪平均跨零周期10s，回归周期为100年，单个波浪 超越100年一遇波高的概率为 10s/100年 =3.17X10-9 设计寿命期间的遭遇概率设计寿命 20 25 30 20 25 30 20 回归周期 100 100 100 500 500 500 1000 遭遇概率 18.13% 22.12% 25.92% 3.92% 4.88% 5.82% 1.98%Tendon刚度张力腿平台水平位移offset 与垂向位移setdown的关系提示！注意区别setdown与heave张力腿张力=预张力+刚度 X伸长总体运动性能一、设计基础 二、设计波法原理 三、短期预报 四、长期预报 五、总结设计波法作用：根据环境条件选取一定的设计工况用来对结构进行校核。
某海域极端环境下15万吨级FPSO波浪荷载数值研究
第21卷第4期装备环境工程2024年4月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·109·某海域极端环境下15万吨级FPSO波浪荷载数值研究刘中柏1，高宁波2*，唐鑫彤3，徐业峻1（1.中海油能源发展股份有限公司采油深圳分公司，广东 深圳 518052；2.武汉船舶职业技术学院，武汉 430050；3.中国船级社海工技术中心，天津 300457）摘要：目的评估在役15万吨级FPSO在某海域百年一遇极端波浪作用下典型横剖面的水动力特性，进而得到FPSO的极值荷载，作为FPSO返坞改造的关键控制参数。
方法基于国产自主三维频域线性势流软件COMPASS-WALCS，建立15万吨级FPSO湿表面网格模型，根据三维绕射-辐射理论，计算湿表面上的水动力荷载，将每个绕射单元上的水动压力直接映射到结构模型上进行计算。
采用谱分析方法对百年一遇海况进行分析，得到短期运动极值响应。
对响应幅值算子（RAO）和波能谱密度进行谱分析，得到极端波浪下的响应谱，进而得到浮体运动和波浪荷载短期预报各种统计值，利用统计方法求得短期响应的最大值。
结果计算了船中部Fr143横剖面的载荷极值，即垂向弯矩、垂向剪力、剖面型心加速度等，发现船舶迎浪时弯矩值最大，随着浪向角增大，弯矩值逐渐减小，剖面垂向剪力则随着浪向角增大逐渐增大。
结论 FPSO 在极端波浪作用下，其大迎浪角条件下荷载更加危险，需要给予格外关注。
关键词：浮式生产储卸油装置；势流理论；极端波浪；响应幅值算子；水平弯矩；加速度中图分类号：TG630 文献标志码：A 文章编号：1672-9242(2024)04-0109-07DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2024.04.013Wave Loads of a 150 000-ton FPSO in Extreme Environment of a Sea AreaLIU Zhongbai1, GAO Ningbo2*, TANG Xintong3, XU Yejun1(1. CNOOC Energy Technology & Service-Oil Production Services Co., Guangdong Shenzhen 518052, China;2. Wuhan Institute of Shipbuilding Technology, Wuhan 430050, China;3. China Classification SocietyOcean Engineering Technology Center, Tianjin 300457, China)ABSTRACT: The work aims to evaluate the hydrodynamic characteristics of a typical cross section of a 150 000-ton FPSO un-der extreme wave conditions, occurring in a once-in-a-century wave climate in the South China Sea to obtain the extreme load imposed on the FPSO and use it as a critical control parameter for the FPSO’s dry-dock retrofit. Based on the domestically de-veloped 3D frequency-domain linear potential flow software COMPASS-WALCS, a wet surface grid model of the 150 000-ton FPSO was constructed. The three-dimensional diffraction-radiation theory was used to calculate the hydrodynamic loads on wet收稿日期：2024-03-05；修订日期：2024-04-01Received：2024-03-05；Revised：2024-04-01基金项目：中国博士后科学基金（2017M612541）Fund：China Postdoctoral Science Foundation (2017M612541)引文格式：刘中柏, 高宁波, 唐鑫彤, 等. 某海域极端环境下15w吨级FPSO波浪荷载数值研究[J]. 装备环境工程, 2024, 21(4): 109-115. LIU Zhongbai, GAO Ningbo, TANG Xintong, et al.Wave Loads of a 150,000-ton FPSO in Extreme Environment of a Sea Area[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(4): 109-115.*通信作者（Corresponding author）·110·装备环境工程 2024年4月surface and the water pressure results on each diffraction unit were directly mapped onto the structural model for computation.Spectral analysis was employed to analyze the once-in-a-century wave climate resulting in short-term extreme motion responses.By analyzing the response amplitude operator (RAO) and wave energy spectral density, the response spectrum under extreme waves was obtained to predict various statistical values for the short-term vessel motion and wave loads. Statistical method was used to determine the maximum short-term response. The extreme load values of Fr143 cross section in the middle of the ship, namely vertical bending moment, vertical shear force and profile center acceleration, were calculated. It was found that the bending moment of the ship was the largest when facing the wave, and the bending moment gradually decreased with the in-crease of the wave angle, while the vertical shear force of the cross section gradually increased with the increase of the wave an-gle. It can be concluded that the FPSO experiences more hazardous loads when facing extreme waves at large wave angles which require special attention and consideration.KEY WORDS: FPSO; potential theory; extreme wave; RAO; horizontal bending moment; acceleration海上油气开采是海洋经济的重要组成部分，其依赖于各种海洋平台完成油气钻探和生产作业。
波浪载荷讲义
{
S
}
{
D
}
{F (t )} = {F S (t )} + {F D (t )}
& & & (t )} + [ B]{η (t )} + [C ]{η(t )} = { f (t )} = { f }e iωt ([ M ] + [ A]){η
(3.1.10)
其中，流体静力载荷可由船舶静力学给出；流体动力载荷则需按线性势流理论进行计算。 经整理，船舶在规则波中的运动微分方程有如下形式： (3.1.11)
维理论61451定解条件61452分布源积分方程的导出62453二维时域格林函数的数值计算63454应用高速细长体理论的数值实例64参考文献67第五章波浪载荷预报51线性波浪载荷情况511短期预报512长期预报52非线性波浪载荷情况521短期预报522长期预报53波浪载荷的极值预报54非线性波浪载荷长期极值的简化计算第六章砰击载荷61砰击的类型与危害62二维水动力冲击理论63二维水动力冲击理论的演变与发展631wagner拟合理论的推广632二维水动力冲击的数值计算方法6321完全非线性求解的物体入水冲击理论6322广义wagner的简化求解物体入水冲击的理论6323以上两种理论的总结及其它一些数值求解633楔形体入水冲击的水弹性理论634平底入水冲击的气垫效应64二维水动力冲击理论的试验研究与理论计算的比较验证641庄生仑博士的系列试验研究642marinter的试验研究643国际性比较研究65船舶砰击的实用计算651发生砰击的条件652砰击次数与砰击概率653砰击时的水动压力654砰击时的水动力655船体对砰击的整体响应第七章波浪载荷设计值71确定波浪载荷设计值的原则72剖面波浪载荷的设计值73低频波浪载荷分量之间的组合74砰击载荷的设计值75极限强度校核中的波浪载荷76疲劳强度分析中的波浪载荷第八章船舶波浪载荷的试验研究81实船试验及模型试验的必要性和意义82实船海上试验821短期试验1常规的运动和载荷响应试验2高速高浪级下的砰击响应试验822中期试验1essexcva9航母试验2sealand集装箱船试验823长期试验极值应变仪的随船长期实测83水池模型试验831相似理论及船模设计832典型水池模型试验介绍8321传递函数试验及短期响应研究1s175集装箱船模试验2驱逐舰型船模试验8322非线性波浪载荷的水池模型试验1wigly船型的试验2首特大外飘船模的试验第三章波浪中的船舶运动与三维线性势流理论三维线性势流理论是深入研究船舶在波浪中的运动与波浪载荷特性所必备的基础知识
关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨 黄奇峰
关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨黄奇峰发表时间：2020-09-08T15:05:28.500Z 来源：《基层建设》2020年第13期作者：黄奇峰1 陈冬文2 [导读] 摘要：在对海洋工程钢结构进行极限强度研究时，为了给该研究提供实验的参考数据，通常需要根据研究的对象构建相应的船舶模型，保障研究理论的真实性。
1天津博迈科海洋工程有限公司；2博迈科海洋工程股份有限公司摘要：在对海洋工程钢结构进行极限强度研究时，为了给该研究提供实验的参考数据，通常需要根据研究的对象构建相应的船舶模型，保障研究理论的真实性。
当前，在海洋事业的快速发展过程中，船舶数量获得了显著的增加，与之对应的是在船舶数量不断增加的同时，船舶搁浅一类事故的数量有了一定的增长。
在船舶遇到此类特殊事故时，其本身的强度会受到严重影响，对于船舶今后的使用而言非常不利。
现如今国内对船舶海洋工程的极限强度展开的研究深度仍旧不够，制约船舶海洋工程发展的最重要因素就是其极限强度，故需要人们的进一步分析、进一步处理。
关键词：船舶；海洋工程结构；极限强度引言在船舶模型进行钢结构极限强度的研究时，主要采取有限元理论的方法进行分析，从而更好地评定海洋工程钢结构的极限强度，为海洋船舶事业提供有效的数据资料支持。
1极限强度的计算极限强度的计算主要涉及到以下内容：船舶海洋工程结构是否合理需要考虑众多因素，是非常复杂的分析、计算过程。
分析与计算的过程中大多使用有限元测量船舶模型，得出船体模型在运行中出现的塑性变形、构件屈曲数据，进而得出船体模型的精准强度。
不过这种方法虽然可用，但是也面临着成本高、工作量大的问题，故没有得到全面推广。
逐步破坏法是目前比较常用的计算方式，这种计算方法运算量较少，在计算极限强度的过程中能够保持精准需求。
逐步破坏法在船舶海洋工程极限强度计算中的优势主要有两点。
第一点能够分析与计算船体模型横向崩溃、纵向崩溃总模式的转化。
第二点通过限制某些数值，实现相邻刚架崩溃演示。
三体船波浪载荷预报研究
摘 要 ： 根据现有某三体船的相关资料和海浪统计资料 ， 采用三维频域计算方法 ， 给出横纵向波浪载荷分量的传递
函数 及 长短 期 预报值 。横 向波浪 载荷 包 括各 纵剖 面 的横 向对 开力 、 横 垂 向剪力 、 横 垂 向弯 矩 、 纵摇有关扭矩等 ； 纵 向波 浪 载 荷包 括 各横 剖 面的 纵垂 向剪 力 、 纵 垂 向弯 矩 、 纵 向扭 矩 和水 平弯 矩 。短期 预 报采 用 Ｐ—Ｍ双 参谱 ； 长期 预 报采 用 Ｉ Ａ Ｃ Ｓ推荐 的 Ｒ ｅ ｃ ． ３ ４标 准海 浪统 计 资料 ， 考虑 到高 速 三体 船适 用于 ７ 级 海 浪的 要求 ， 根据 实 际情况 把海 浪 资料 波高 截 断 ， 即有 义 波高 变 化 范 围为 ０ ． ５～ ６ ｉ ｎ 及０ ． ５ ～ ９ ｎ， ｉ 其中 ６ ｎ及 ９ ｉ ｎ有 义 波高 的 出现 概率 按照插 值 的方 法得 到 。根据 计 算 结果 ， ｉ 可 给 出 高速 三体 船 的波 浪载 荷特 征 ， 为 结构 的进一 步优 化设 计 提供 重要 依据 ， 并 为相 关规 范公 式 的修 改提供 参 考 。
关键 词 ： 高速 三 体 船 ； 三 维波 浪载荷 ； 传 递 函数 ； 长 期 预 报 中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ６ １ ． ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ２—７ ６ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２— ０ ０ ０ ５—０ ７ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ４ ０ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２—７ ６ ４ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ ２ ． ０ ０ ２
Ｔｈ ｅ ｉ ｎｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ｉ ｍａ ｒ ａ ｎ
风电安装平台总体结构强度计算分析
SHIP ENGINEERING 船舶工程V ol.37 Supplement 1 2015 总第37卷，2015年增刊1风电安装平台总体结构强度计算分析王小松1，刘敬喜2，薛鸿祥1（1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2．华中科技大学船舶与海洋工程学院，武汉430074）摘要：介绍了风电安装船的工作流程。
依据线性微幅波理论及莫里森公式，采用水动力方法确定设计波参数，对升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷进行了预报，得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1,2]。
在此基础上建立结构三维有限元模型，对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析，列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力，提出了总体强度及结构设计的关键要素，可为今后风电安装作业平台的结构设计提供参考。
关键词：自升平台；总体强度；有限元方法中图分类号：U661.43 文献标志码：A 【DOI】10.13788/ki.cbgc.2015.Z.005Global Strength Analysis of Wind Turbine Installation PlatformW ANG Xiao-song1, LIU Jing-xi2, XUE Hong-xiang1(1. School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China; 2.School of Naval Architecture and Ocean Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)Abstract: Introduce the working process of an offshore turbine installation platform. The wave induced load in legs was obtained by means of hydro dynamic calculation According to linear wave theory and Morison formula,3 wave load predictions were done for pre-pressure condition、self-survival condition and working condition. Atthe same time, three dimensional FE model was built to accessed the global strength, then compared the max von mises stress of different members in different loading conditions, some key point which control the global strength and structure design are list, such conclusions could be as references to the structure design of wind turbine installation platform in the future.Key words: Jack-up platform; global strength; FEM0 引言风能是一种清洁能源，随着全球绿色及可再生能源潮流的兴起，世界各国都已将发展海上风电作为新能源开发的重要方向。
多功能支持船波浪载荷研究
多功能支持船波浪载荷研究林海花;孙承猛;周立师;张晓宇【摘要】波浪载荷研究是船舶性能预报和结构安全评估的关键内容。
文中利用势流理论直接数值求解多功能支持船遭受的波浪载荷（包括一阶波频力和二阶漂移力），利用统计方法得到波浪载荷的长期预报和短期预报极值，包括波浪总纵弯矩和垂向波浪剪力以用于后续的船舶整体结构安全评估，以及纵向漂移力、横向漂移力和首摇漂移力矩用于船舶的动力定位能力分析中。
研究结果表明：求解波浪载荷的势流理论方法精确，能为后续的船舶性能预报和结构安全评估提供可靠的载荷输入。
%The study of wave loads is a key task in the ship performance prediction and the structural safety evaluation. The potential theory is used to directly calculate the wave loads of a multi-functional ship, including the ifrst-order wave forces and the second-order drift forces. Then the extreme values of the wave loads are predicted using the statistical method based on the long term and short term. The ifrst order wave forces include the wave bending moment and the wave shear force which can be applied to the further structural safety evaluation, and the second order drift forces include the longitudinal drift force, transversal drift force and the yaw drift force moment which can be applied to the further dynamic position analysis. The results show that the wave loads solved by the potential theory can be taken as reliable inputs for the ship performance prediction and the structural safety evaluation.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P53-58)【关键词】多功能支持船;波浪载荷【作者】林海花;孙承猛;周立师;张晓宇【作者单位】中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】U661.4孙承猛（1979-），男，博士，高级工程师，研究方向：船舶与海洋工程结构物总体设计与计算分析。
波浪谱分析在FPSO运动响应上的应用
１ 波 浪 理 论 基础
洋面 上 的波 浪 ，可 划分 为两 大类 ，即风 浪 和涌 浪 。所 谓“ 风 浪” 是 由于风 吹拂海 面产 生 的波浪 ，一
般无 规律 性 ， 因此称 其 为随机 波或“ 不 规 则波”。涌浪 是从 风 区长距 离传 播过 来 的波浪 ， 比较 有规 律 ，
造
船
学 术 论 文
假 定 实际海 浪 （ 不规 则波 ）是 由许 许 多多波 长 、波 高、频 率或 周期 不 同的正弦 或余弦 规则 波叠加
而 成 的 ，海 上结 构物对 不规 则波 的响应 ，等于 构成 不规 则波 的各成 分波单 独 响应之和 。实 际海浪 是 极 不 规则 的 ，波 高、波 长和 周期 都是随机 变化 的 ，不 能用 解 析 的方 式求 解 。为 了求解不 规则 波 的特 性 以 及 结构 物对不 规 则波 的响应 ，可将 不 同波高和 随机 相位 的“ 规则波 ” 叠加而 成 。对 于规则波 可 以用简单 的函数 式表达 并 用数学 方法 求解 。这样 一来 ，就把 不能通 过数 学方 法求解 的“ 成分 波” 的 响应 ，线性 叠
生 机和 活 力 。在海 洋 中 ，浮 体 的摇 荡运 动是 风浪 引起 的 。风 浪本 身是 随机 的 ，浮体 的摇 荡运 动也必 然
是随机 的。把线性叠加原理引进到船舶摇荡运动研究中来 ， 就能把十分复杂的船舶运动 问题转化到概
率 论和 数 理统 计理 论上 来 。
２ ２ ０
中
国
的速 度 “ ＝ｄ ￣ ／ ｄ ｘ ＝Ｕ。流体在 Ｘ向的简谐振 荡速 度势 ，用 ＝己 ） ． ｃ ｏ ｓ ｃ ｏ ｔ 表 示 ；遵循“ 势” 的定义 ，它是
CCS钢质海船规范2018综合
中国船级社钢质海船入级规范2018第10篇有限航区船舶2018年7月1日生效北京目录第1章通则 (1)第1节一般规定 (1)第2章船体 (2)第1节一般规定 (2)第2节船型要求 (4)第3章轮机 (6)第1节一般规定 (6)第2节轮机装置 (6)第3节齿轮强度评定 (8)第4章电气装置 (10)第1节一般规定 (10)第2节1类航区航行船舶 (10)第3节2类、3类航区航行船舶 (10)第5章货物冷藏 (12)第1节一般规定 (12)第2节制冷装置 (12)第3节舱内载运冷藏集装箱 (12)第6章消防 (13)第1节一般要求 (13)第7章其他补充规定 (14)第1节敞口集装箱船补充规定 (14)第2节顶推船-驳船组合补充规定 (17)第3节石油沥青船补充规定 (21)第4节动力定位系统 (21)第1章通则第1节一般规定1.1.1 适用范围1.1.1.1 本篇规定适用于有限航区航行和/或作业的船舶。
1.1.1.2 本篇无规定者，应符合本规范第1篇至第8篇的相关规定。
1.1.2 定义1.1.2.1 有限航区：是1类航区、2类航区和3类航区的统称。
各类有限航区的航行限制详见本规范第1篇第2章第1节表2.1.3.1。
1.1.3 附加标志1.1.3.1对符合本篇规定的船舶，授予下列附加标志：(1) 1类航区：R1；(2) 2类航区：R2；(3) 3类航区：R3。
1.1.3.2 其他有限航区或航线限制附加标志，详见本规范第1篇第2章附录1表B。
1.1.4 船体结构换新衡准1.1.4.1 仅对于1983年1月15日前安放龙骨的按CCS规范建造的船舶，船体各板材和构件的换新厚度须按航区折减，折减后的最小换新厚度要求见本规范第1篇第5章附录1船体结构换新衡准2.1。
第2章 船体第1节 一般规定2.1.1 一般要求2.1.1.1 有限航区定义见本篇第1章第1节。
2.1.1.2 有限航区船舶的强度标准对应的环境条件见表2.1.1.2。
波浪载荷对FLNG运动响应的影响规律研究
波浪载荷对FLNG运动响应的影响规律研究鹿来运;郑文科;马玉婷;陈杰;蔡伟华;姜益强【摘要】In order to analyze the influence pattern of wave load on FLNG motion response,a FLNG model was built,and the time-varying motion response and the amplitude response of three-dimensional motion of FLNG under different wave load were obtained using hydrodynamic numerical simulation method.The motion response pattern was also studied.The results showed that the motion response of FLNG increase with the increase of significant wave height;with the same significant wave height,the direction of motion response which plays the major role depend on the course angle of FLNG.The results can provide beneficial reference for process design,operation safety and sloshing platform experimental design.%为分析波浪载荷对FLNG运动响应的影响规律,建立了FLNG的模型,基于水动力学数值模拟的方法,得到了FLNG在不同的波浪载荷作用下随时间变化的运动响应及各自由度的幅值响应,并对其规律进行了分析研究.结果表明,FLNG的运动响应会随着有义波高的变大随之升高;在相同的有义波高的情况下,起主要作用的运动响应方向取决于FLNG的航向角.研究结果可以为FLNG的相关工艺设计、运行安全性、及海况晃动平台的实验设计提供有益的参考.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2017(035)002【总页数】8页(P128-135)【关键词】FLNG;波浪载荷;运动响应;数值模拟【作者】鹿来运;郑文科;马玉婷;陈杰;蔡伟华;姜益强【作者单位】中国石油气电集团有限责任公司,北京10027;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150090;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150090;中国石油气电集团有限责任公司,北京10027;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150090;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150090【正文语种】中文【中图分类】O359+.1;TE646天然气作为21世纪的清洁能源之一，IEA预测到2035年全球天然气需求总量将占全球能源需求的25%[1]。
集装箱船结构强度直接计算指南
表 !"#"%"$
, ! " + 处最大 扭矩 , -.,
注： （$） 表中各工况的波浪载荷 （弯矩） 均指以设计波方法模拟施加于全船模型的对应节点。 （!） 对于按无限航区设计的船舶， 预报在其生命周期内可能经受的最大波浪载荷主要包括在世界各海域内航行时经 受的海况， 用出现各种周期与波高的波浪出现的概率来表达。建议采用 /0.1 推荐的波浪散布图谱。二维或三 维波浪理论计算出在波浪谱各概率水平下的长期预报值。直接计算的概率水平取最大垂向波浪弯矩预报值量 级与按规范计算值相对应的概率水平。将船体置于确定的规则波上， 波浪外载荷对船体的作用可采用设计波来 模拟， 而该设计波所具有的波长、 相位和波高产生的载荷响应相当于长期预报值。
（!"） 显示满足或不满足强度标准的结果表格输出； （!#） 必要时， 对结构的建议修改方案， 包括修改后的应力评估和屈曲特性。 !$!$% 算方案。 !$!$( 计算程序如采用不同于本社 &)*+,-- 系统中所列的， 则送审单位还应提供所采用 对拟进行全船结构有限元分析的船， 设计部门应在设计周期的早期与 &&’ 研讨计
!! 1 2
首端节点 !： 沿纵向、 横向和垂向的线位移约束， 即：
!" # !! # !$ # 2
!"-"# 条件如下： 节点 -： 沿垂向的线位移约束， 即： 节点 #、 尾封板水平桁材距纵中剖面距离相等的左 （节点 #） 、 右 （节点 -） 各一节点处， 约束
!$ # 2
!"$ !"$". !"$"! 许用应力 板应力指的是板单元中点处的中面应力。 各板材 （包括桁材腹板） 的许用应力为： ［"% ］ 1 .32 第6页 4( ’ 55!
高技术船舶科研项目-中华人民共和国工业和信息化部
高技术船舶科研项目指南（2013年版）为贯彻落实《工业转型升级规划（2011-2015）》和《船舶工业“十二五”发展规划》，促进船舶工业科技发展，提升自主创新能力，推动产业转型升级，提高国际市场竞争力，按照《船舶工业“十二五”科技重点发展方向与重点》的任务部署，特制定本指南。
一、工程与专项（一）超级节能环保船示范工程1．总目标根据船舶节能减排相关国际公约、规范的要求，结合船舶技术发展和国内外航运市场需求，在油船、散货船、集装箱船三大主流船型中分别选择一型作为超级节能环保示范工程船，通过节能减排环保技术及装备的综合开发，突破清洁能源与可再生能源应用关键技术，全面提升我国船舶节能环保整体技术水平。
示范船舶须有具体工程依托并由船东实际订造，与现有同类船型相比节能环保水平大幅提高，单船平均日油耗降低40%以上，船舶能效设计指数（EEDI）比国际海事组织（IMO）EEDI基线值下降30%以上，同时须满足IMO船舶噪声新规则、涂层性能标准、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）排放指标等相关法规要求。
2．重点研究方向（1）船型节能环保概念设计与技术经济性论证研究；（2）低阻船体型线与上层建筑设计技术研究；（3）最低压载量的分舱优化配置及航行中纵倾优化技术研究；（4）波浪中失速控制与波浪增阻预报技术研究；（5）新型结构轻量化设计技术研究；（6）船体表面减阻技术应用研究；（7）高效推进系统与水动力节能装置优化匹配设计研究；（8）轮机节能环保设备集成应用研究；（9）货油挥发（VOC）回收及再利用系统技术研究（仅适用于油船）；（10）LNG燃料动力船型风险设计技术研究；（11）LNG供气系统应用开发技术研究；（12）太阳能、风能等清洁辅助能源在船上的应用研究；（13）船舶舱室噪声控制关键技术研究；（14）货油舱涂装关键技术研究（仅适用于油船）；（15）建造工艺关键技术研究；（16）节能、减排、环保、降噪验证试验技术研究。
船舶随机波浪载荷的理性预报方法
（ 传统方法与理性方法从计算手段， ） ３ 计算过程到表达方式都有比较大的差别。但是， ’ 两种方法在
１ ０
中
国
造
船
学术论文
计算上都不存在实质性的困难， 理性方法给出更多的信息， 可用于计算非线性响应。 （）由于理性方法可以计算高阶矩， ４ 进而可计算概率密度函数， 得到更多的信息， 统计推断的结果 更符合实际情况。但计算量增加 ， 传统方法计算量极少。 对传统方法与理性方法计算结果进行了比较。 现以某排水船为例， 该船主尺度为： 船长 １ ｍ， ５ ４ 船宽 Ｉ ｍ， ｓ 吃水 ４６ 型深 ９ ｓ ． ｍ， ． ｍ。 表 １ 传统方法与理性方法的计算比较
３ 波浪载荷的简要说明
船舶在恶劣的海况中航行时， 会因船体剧烈运动而发生砰击 ， 砰击载荷的大小与该船的线型、 吃水、
航速、 航向、 遭遇的波长和波高有关。 本文采用文献［］ ２的方法， 对于每一个规则波， ０Ｚ 船舷 ．Ｌ区域刚露
出波面即为砰击起始波高， 计算该区域再次人水时的底部砰击载荷及动量矩砰击载荷。
图 １ 波浪弯矩 材妞 时域曲线和波浪弯矩幅值的取法
图 ２ 砰击弯矩 材口 寸 日域曲线 和砰击弯矩幅值 的取法
图２ 为规则波激励下的船肿砰击弯矩时域曲 线， 砰击弯矩幅值的取法如图 ２ 所示， 由图 ２ 可见， 砰击弯矩与波幅呈强烈的非线性特性。 图３ 为规则波激励下的船肿合成弯矩（ 波浪弯 矩＋砰击弯矩） 时域曲线。在砰击未发生时， 合成弯 矩就是波浪弯矩， 当砰击发生以后， 在波浪弯矩上叠 加砰击弯矩， 合成弯矩明显突变， 合成弯矩幅值取法 如图 ３ 所示， 由图 ３ 可见， 合成弯矩幅值与波幅具有 强烈的非线性特性。
量的各阶矩与密度函数有唯一的确定关系叫， 许多典型的概率密度分布可由其前几阶矩确定， 并不需要
浮式海洋平台结构运动耦合分析
江苏科技大学硕士学位论文浮式海洋平台结构运动耦合分析姓名：元志明申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：嵇春艳2011-03-07江苏科技大学工学硕士学位论文摘要系泊系统是浮式海洋平台结构的重要组成部分，正确分析浮式系泊系统的动态响应是浮式系泊系统设计的关键技术，因此，浮式结构运动耦合分析具有重要的理论研究以及工程应用价值。
本文采用完全时域耦合方法，针对典型半潜式海洋平台结构及系泊系统的运动进行全耦合分析，获得平台及系泊系统的动力响应特性，比较了采用全耦合分析方法与半耦合分析方法以及非耦合分析方法对半潜式平台结构运动性能预报结果的差异，论证了采用完全时域耦合分析的优越性。
在此基础上，提出了一种集悬链线系泊系统和张紧式系泊系统优势的新型系泊系统—悬链与张紧结合式新型系泊系统，通过一半潜式平台数值算例，分析了在相同条件下，采用新型系泊系统时的平台结构主体、系泊系统的水动力学性能，同时讨论了不同工作水深对新型系泊系统的影响。
本论文主要研究内容包括：1.浮式平台主体结构水动力性能研究。
在一阶线性波理论和二阶非线性波浪理论的基础上，基于三维频域GREEN函数法计算了浮体的辐射势及其绕射势，得到了作用在浮体上的波浪载荷。
同时，采用SESAM软件，对平台浮体进行了数值仿真，得到了平台的附加质量系数、附加阻尼系数以及频响函数。
2.浮式平台主体结构及系泊系统运动性能时域全耦合分析方法研究。
采用完全时域耦合方法，对半潜式平台浮体及系泊系统的运动性能进行了分析，比较了采用全耦合分析方法与半耦合分析方法以及非耦合分析方法对半潜式平台结构运动性能预报结果的差异，论证了采用完全时域耦合分析的优越性。
3.浮式平台新型锚泊系统概念设计及性能分析。
在分析当前浮式海洋结构物中普遍采用的悬链式和张紧式系泊系统的优缺点基础上，提出了一种介于这两种系泊系统之间的新型系泊系统—悬链与张紧结合式新型系泊系统，并对这一新型系泊系统进行了数值模拟，将其仿真结果与传统的张紧式系泊系统进行了比较，结果表明，该系统可以减小浮体的偏移量，改善平台的工作条件，降低系泊缆索的张力峰值，同时还兼具了悬链线系泊系统的特点，大大降低了对锚的抗拔性能的要求。
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波浪载荷预报的目的，是以规则波中的载荷响应为基础，通过理论计算，确定船舶在给定的时间运行于实际海清中的波浪载荷变化特性。
波浪载荷预报常分为短期预报和长期预报两类。
短期预报的时间范围为半小时到数小时，在此时间内，船的装载状态、航速、航向角以及海清都可以认为是固定不变的。
长期预报的时间范围是数年或整个寿命期，在此时间内，上述因素都会改变的，长期预报是由许多短期预报组成。
一旦船舶运行海域和概率水平确定后，即可得到对应的波浪载荷特征最大值X max。
此值表示船舶在波浪遭遇
次数为n的整个使用期内，最可能出现的最大波浪载荷。
计算结果包括传递函数、短期预报和长期预报。
其中图中“LFy'’代表横向对开力，"LFz"
代表横垂向剪力，"LMx”代表横垂向弯矩，"LMy"代表纵摇有关扭矩，"VWSF'’代表垂向波浪剪力，,},.j,M,’代表波浪扭矩，"VWBM”代表垂向波浪弯矩，"HWBM”代表水平波浪弯矩。
三体船纵向波浪载荷长期预报值沿船长的变化见图42一45。
横坐标为沿船长的站号，纵坐标为载荷的长期预报值，响应是单幅值。
纵垂向剪力沿船长变化呈双峰现象，且靠近船舰处的峰值大于靠近船舷处的峰值;纵向扭矩、纵垂向弯矩、水平弯矩都在船肿附近取
得最大值，且越靠近船舷舰方向越小。
c1)横向波浪载荷与纵向波浪载荷都是三体船较为重要的波浪载荷。
(2)一般三体船主要横向波浪载荷在横浪时较大、主要纵向波浪载荷在顶浪时较大、
而横、纵向扭矩在斜浪时较大，所以在进行结构分析和强度衡准时，应采用不同的载荷工况分别分析计算。
(3)就纵向波浪载荷而言，三体船两个较小的片体对纵向扭矩影响较大。
而对纵垂向
弯矩和水平弯矩影响不大。
(4)在相同的海浪统计资料下，采用不同的极限有义波高对长期预报结果也有影响，
极限有义波高越大，长期预报值也就越大。
根据本文的计算结果，可了解高速三体船的波浪载荷特征，为结构的进一步优化设计提供了重要依据和相关规范公式的修改提供参考。