风浪流载荷作用下半潜式平台水动力性能研究(附件)
摘 要摘 要随着世界人口的增加,人类对石油的需求量逐渐增长,所以人类的生存空间逐渐向海洋与空中拓展。众所周知,海洋中蕴藏着丰富的矿产资源和生活资源,可用来开采供人类使用,包括石油资源、矿产资源、化工资源、食品资源等,海洋是二十一世纪人类发展必须要深入开发的领域。把视线放在深海开发时,开采资源的浮式平台的定位和固定则需依赖系泊系统。系泊系统也是对平台是极其重要的,本文是在SESAM软件中建立半潜式平台模型,以及系泊系统的模型。在系泊系统的动态响应分析时,我们假设了7种典型的工况,在SESAM中对平台运动进行计算,并对系泊结构动力响应特点和应力的变化特点进行研究,在此基础上加以拓展,比如当系泊缆发生局部断裂时半潜式平台的情况。由所得结果分析,该系缆张力与半潜式的运动符合使用上的要求,风、浪、流等因素都会影响到系泊系统和平台。因此,保证动力性能、动力系统的完整性都十分的重要。关键词半潜式平台;系泊系统;SESAM;动态响应分析
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究工作的目的与意义 1
1.2 海洋结构系泊系统介绍 2
1.2.1 动态响应分析在海洋结构系泊系统中的作用 2
1.3 当前浮式结构物系泊系统的主要发展特点和趋势 3
1.4 当前水动力学的主要发展特点和趋势 3
1.5 研究目标及论文主要内容 3
1.6 研究方案 4
1.7 小结 4
第二章 动力响应基本理论 6
2.1 波浪力计算理论 6
2.1.1 粘性效应和势流效应 6
2.1.2 半潜式平台水动力性能研究的方式 6
2.1.3 二阶波浪力问题 7
2.2 动态响应分析理论 8
2.2.1 系泊系统动态响应分析方法 8
2.2.2 三维弹性杆理论 9
2.2.3 缆索动力控制方程 10
2.2.4 边界条件 10
2.3 小结 11
第三章 基于SESAM的海洋结构模型建模 12
3.1 概述 12
3.2 模型建立 12
3.2.1 半潜 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究工作的目的与意义 1
1.2 海洋结构系泊系统介绍 2
1.2.1 动态响应分析在海洋结构系泊系统中的作用 2
1.3 当前浮式结构物系泊系统的主要发展特点和趋势 3
1.4 当前水动力学的主要发展特点和趋势 3
1.5 研究目标及论文主要内容 3
1.6 研究方案 4
1.7 小结 4
第二章 动力响应基本理论 6
2.1 波浪力计算理论 6
2.1.1 粘性效应和势流效应 6
2.1.2 半潜式平台水动力性能研究的方式 6
2.1.3 二阶波浪力问题 7
2.2 动态响应分析理论 8
2.2.1 系泊系统动态响应分析方法 8
2.2.2 三维弹性杆理论 9
2.2.3 缆索动力控制方程 10
2.2.4 边界条件 10
2.3 小结 11
第三章 基于SESAM的海洋结构模型建模 12
3.1 概述 12
3.2 模型建立 12
3.2.1 半潜 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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式平台主要参数 12
3.2.2 船体模型的建立 13
3.2.3 系泊缆方式的选取 17
3.2.4 系泊缆布置和主要参数 18
3.2.5 系泊模型建立 19
3.3 小结 21
第四章 系泊动态响应分析 23
4.1 概述 23
4.2 工况选择 23
4.3 结果及分析 23
4.3.1 工况一 23
4.3.2 工况二 28
4.3.3 工况三 33
4.3.4 各工况下结果的比较 39
4.4 小结 41
第五章 缆索破断时系泊响应分析 42
5.1 概述 42
5.2 工况的选择 42
5.3 结果及分析 45
5.3.1 工况四 45
5.3.2 工况五 51
5.3.3 工况六 56
5.3.4 工况七 62
5.3.5 各工况下结果的比较 68
5.4 小结 70
结 论 72
致 谢 73
参考文献 74
第一章 绪论
1.1 研究工作的目的与意义
石油是国家经济发展主要资源,是世界上的可利用能源的重要来源,现代生活人们已经离不开石油气,而以前的开采多于内陆大地,现在看来陆地资源已经远不能满足人们的需求。现在石油天然气开发已经从陆地资源转向海洋,大力开发海洋资源已经成为我国乃至全世界的重要战略。我国也致力于发展海洋强国战略。现在,世界上已发现的海洋之中的油气田有1700 个,远远多与内陆,所以加大海洋开采,已有 300 多个油气田开始投入生产。虽然知晓海洋资源丰富,然而这些海洋石油气储量一般都会在深海区域,开采的困难可想而知,并且大量的海域面积还有待查明,人们也亟待着力于查明这些未知。此外,世界上除了少数海域外,世界上许都的近海油已经不足以满足需求了,石油渐渐是一个国家富足的象征,各国都争相面对海洋资源,争夺海洋资源,尤其是深海资源。
但是如今我国的技术十分有限,并且发展方面也落后,我国的天然气以及石油开采不超过400米,而浮动平台则超过500米深,所以我国急需发展技术,学习外国的施工和相关技术经验,现在,二十一个世纪逐渐转向深海油气资源的开发,保护我国各个海域海洋资源,合力分配资源,增强资源意识,严格把控中国海洋石油行业的发展趋势,也对充分表达发展石油业的强烈意愿,配置资源型国家,具有更重要的战略意义,是对寻找新的中国海洋资源的大力鼓舞,对经济有积极意义。因为这样,我国的海洋研究人员,应该紧密关注海洋平台的发展,注重于新的开采技术,可以将关注点集中于钻井平台 ,海洋平台研究等等,开展研究创新活动,留学活动学习国外的经验技术,是我国拥有更强大更先进的技术。
海洋平台在海上受到风,浪,流等作用,这些因素对海洋平台影响非常的,应考虑充分。我们一般使用系泊设备。用缆绳,锚链等设的备将海洋平台固定在指定位置,避免其产生强制的位移。与此同时,系泊系统是海洋平台必不可少的部分,需要系泊系统保证平台运动满足工作状况以及人员生活条件的需要,并且又需要其闪避系泊索和作业的船舶,保证船舶更重要的是平台上人员的安全性,并且需要操作系泊系统来掌控海洋平台和海管之间的碰撞,尽量的减少损失,以免造成经济人员的损失。查阅资料 ,我们可以知晓,海洋平台和系泊系统整体水动力性能进行分析研究需要系泊系统,系泊系统是浮式平台中极其重要的组成部分,这就与我所研究的课题有关。
SESAM软件是DNV船级社开发的一种用于船舶与海洋工程结构物水动力分析计算的综合性软件系统[1]。SESAM,分成了三大模块,包括:①DEEPC(是对深海锚泊的耦合分析)②HydroD(是对海洋平台的水动力分析模块)③GeniE(建立模型海的作用),SESAM被应用于船舶的工程方面,也被应用于船舶与海洋结构物分析和设计,是挪威船级社第一代突破性强度分析软件,对船舶,海洋平台,海工,石油化专业软件设计其重要作用.学习SESAM方法,首先通过对SESAM的GeniE的模块模型建立,然后对其海洋环境的模拟其情况,通过SESAM的HydroD模块进行,计算海洋平台系统所受到的载荷并施加到软件所作模型上,应用软件,根据说明书,获得动力分析响应,分析系泊的结构响应的特点,找到软件上结构响应的图像总结,计算系泊结构动态应力分析其图像,总结,分析应力分布趋势,从来验证平台能否满足要求。
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