双模块铰接式半潜平台波浪砰击数值分析

发布时间：2021-08-23 13:19

　　双模块铰接式半潜平台是一种新型海上浮式平台,它由两个半潜平台模块通过铰接式连接器连接而成,可完全释放模块间的相对纵摇运动。连接器的存在使平台两个模块各自的运动与传统的单模块半潜平台运动有很大差别,并因此导致平台受波浪砰击的情形与单模块不同。本文基于势流理论和CFD技术,应用NS-VOF模型对双模块半潜平台的波浪砰击特征进行了研究。文中考虑了平台多体运动对波浪砰击载荷的影响,实现了平台运动与波浪场的叠加,仿真分析了平台的波浪砰击过程,并对砰击载荷进行了数值预报。数值结果显示,双模块铰接式平台的艏艉两端上翘现象显著,波浪砰击集中于平台跨中区域,甲板下缘监测点砰击载荷较大。本文计算结果可用于指导双模块平台连接器和局部结构的设计工作。 

【文章来源】：船舶力学. 2020,24(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图1 双模块半潜平台几何模型和监测点布置图

该平台可以看作是沿纵对称面剖切的半个半潜式平台，见图2。平台高度为28.00 m，长度为114.50 m，方形立柱宽度为17.50 m，吃水为16.50 m。平台上的砰击压力监测点布置位置由图2中的星点H1～H6标识。水池中进行了三个海况的砰击试验，本文选择最恶劣海况，采用NS-VOF模型进行案例验证。验证海况参数为：波高20.46 m，波周期13.01 s，波浪处于深水波范围。模型试验采用1:50缩尺比。3.2 仿真验证分析

在长波海况下，平台上六个监测点的压力（总压）时历数据如图3所示。从砰击压力的时历轮廓可以看出，单个砰击过程有明显的两个峰值，其中第一峰值主要由动压力构成，即水动力冲击，第二峰值主要由水位抬升导致的流体静压力构成。在立柱顶部和甲板部分，砰击压力的时间历程更短、更陡。而压力的仿真时历数据可以有效地捕捉砰击峰值。相比于底部监测点，顶部监测点压力的数值一致性较差，这是因为顶部位置的水动力冲击更加显著。整体而言，监测点压力模拟结果与试验值表现一致。因此，NS-VOF技术方案可以有效模拟波浪砰击。4 双模块平台计算结果和分析

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3357943