U型船尾安装船运动特性及极限强度研究

发布时间：2017-10-15 21:21

  本文关键词：U型船尾安装船运动特性及极限强度研究

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【摘要】：浮托法安装作为近年来发展起来的海洋平台上部模块的安装方法,已经得到越来越广泛的应用,其安全、可靠、安装效率高、经济效益好等方面的优点,是传统的浮吊法安装上部模块所无法比拟的。海上平台的安装施工作为海洋油气资源开发过程中的重要一环,相关施工设备性能的优劣显得尤为重要。本文以东海海域油气资源的开发为背景,提出了一种适用于在东海以长周期涌浪为主的环境下进行上部组块安装的外浮托法安装船,该安装船采用U型船尾的设计,区别于常规的采用T型安装船内插到导管架桩腿之间的施工方式。本文介绍了浮托法安装海洋平台的主要程序、关键技术及关键设备等,总结了国内外学者在浮托法安装海洋平台技术方面的研究,对国内外研究现状有了总体把握,以上部模块的海上浮托安装为研究对象,利用MOSES软件建立了基于三维势流理论的数值模型,在频域里对浮托安装船的水动力参数进行了计算分析,主要包括安装船的附加质量系数与辐射阻尼系数、一阶波浪力(矩)传递函数与二阶波浪力(矩)传递函数等。对浮托过程中的系泊状态进行了准静态的时域耦合分析,研究了安装船对混合浪中的涌浪参数的敏感性,包括涌浪的有义波高、谱峰因子、谱峰周期等,并研究了不同比例的风浪与涌浪的组合成的混合浪对安装船运动响应的影响,并校核了浮托安装过程中系泊系统的安全性。对安装船所受中拱弯矩的情况下的总纵强度进行了校核,并且建立了安装船舱段的三维有限元模型,对船中区域的船体受力情况进行了较为全面的计算分析,保证了船体设计的安全性。
【关键词】：浮托法 安装船 多点系泊 涌浪 水动力分析 极限强度
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661;U674.34
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的背景9-11
• 1.2 国内外发展概况11-16
• 1.3 本文研究意义及内容16-19
• 1.3.1 研究意义16-17
• 1.3.2 研究内容17-19
• 第二章 安装船水动力性能分析基本理论19-28
• 2.1 海洋环境载荷计算19-21
• 2.1.1 风载荷计算19
• 2.1.2 流载荷计算19-20
• 2.1.3 随机波浪理论20-21
• 2.2 控制方程和边界条件21-22
• 2.3 频域分析22-25
• 2.3.1 不规则海况中的响应22-23
• 2.3.2 一阶波浪载荷23-24
• 2.3.3 二阶波浪载荷24-25
• 2.4 系泊系统时域响应分析25-27
• 2.4.1 准静态分析25-26
• 2.4.2 动态分析26
• 2.4.3 MOSES时域求解方法26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 安装船初步设计28-31
• 3.1 安装船初步概念设计28-29
• 3.2 安装船总布置初步设计29-30
• 3.3 船体结构初步设计30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 安装船运动特性研究31-52
• 4.1 安装船计算模型31-33
• 4.1.1 水动力分析方法31-32
• 4.1.2 水动力分析模型32-33
• 4.2 安装船/系泊系统静力特性33
• 4.3 安装船频域分析33-40
• 4.3.1 附加质量和辐射阻尼33-36
• 4.3.2 幅值响应函数36-37
• 4.3.3 一阶波浪力传递函数37-38
• 4.3.4 二阶波浪力传递函数38-40
• 4.4 安装船系泊状态时域运动响应40-43
• 4.4.1 U型船尾安装船分析模型40
• 4.4.2 数值计算工况40-41
• 4.4.3 安装船/系泊系统时域运动响应41-43
• 4.5 安装船对环境参数敏感性分析43-48
• 4.5.1 涌浪有义波高敏感性43-44
• 4.5.2 涌浪谱峰因子敏感性44-45
• 4.5.3 涌浪谱峰周期敏感性45-47
• 4.5.4 混合浪能量分布对安装船运动响应的影响47-48
• 4.6 系泊缆强度校核48-50
• 4.7 本章小结50-52
• 第五章 安装船船型优化设计及极限强度分析52-64
• 5.1 安装船主尺度及U型槽口尺寸优化52-56
• 5.2 安装船结构设计56-57
• 5.3 安装船总纵强度57-59
• 5.3.1 总纵弯曲应力计算58-59
• 5.4 安装船极限强度有限元计算59-63
• 5.4.2 舱段有限元模型建立59-60
• 5.4.3 有限元计算结果分析60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 全文总结64-66
• 参考文献66-70
• 发表论文和参加科研情况70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

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本文编号：1038784