基于现场监测的FPSO运动姿态研究与仿真

发布时间：2017-11-08 14:35

本文关键词：基于现场监测的FPSO运动姿态研究与仿真

【摘要】：由于海上环境恶劣,FPSO运动机制复杂,极易造成系泊系统失效事故。基于原型的现场监测技术,为实时掌握平台运作情况,保证安全作业提供了宝贵的资料。但现有监测技术只能进行局部监测,无法体现整体运动状态；实验室环境因场地有限,也不能完全模拟海洋环境。基于虚拟现实技术的海洋平台姿态仿真系统可以有效地克服这两方面的限制,为FPSO运动特性的研究提供一种新的思路。本文详细介绍了软刚臂单点系泊FPSO现场监测系统。该系统针对渤海的部分FPSO平台设计并实施,主要对平台的结构信息和环境要素展开监测,并获得了大量实测数据。基于长期现场监测数据,深入分析船体与系泊系统运动姿态与特性,通过比较两者运动的频谱数据发现,船体的纵摇运动与系泊腿纵摇运动频率保持一致,船体横摇运动与系泊腿高频横摇运动频率一致,而系泊腿不常见的大幅横向摆动,则主要是由船体较大的艏摇引起的,进一步分析了风、浪、流环境要素对船体运动和系泊姿态的影响。并以船体和系泊系统之间耦合运动关系的研究为基础,开发了基于现场监测数据的FPSO三维运动姿态仿真系统。FPSO三维运动姿态仿真系统整合了FPSO三维简化模型,渲染出逼真的海洋环境,并以现场实测数据为依据,实时解算船体运动姿态,借助自由度节点控制技术,可视化模拟FPSO多自由度运动,再现了平台在海上的真实运动状态。该系统是VR技术在海洋平台仿真领域的重要实践。 FPSO现场监测系统是国内首次实现的针对软刚臂系泊系统FPSO的长期现场监测,为该类系泊系统的运动分析和结构设计提供了宝贵的资料。基于现场监测数据的FPSO运动姿态的分析和仿真,能够真实、有效地反映船体和系泊系统之间相互激励、相互响应的耦合运动特性,为探索FPSO运动规律,保证海上安全作业提供参考依据。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.38

【参考文献】

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