模块化张力腿式大型浮式平台动力响应分析

发布时间：2021-10-15 16:35

　　随着陆地资源逐渐稀缺,建立超大型浮式平台（very large floating structure,VLFS）已成为热门话题,该方法对环境友好,且易于建造和拆除,应用前景十分广泛。然而目前大多数VLFS为浮筒式或半潜式,不同模块的垂向荷载差异会使各模块间产生较大的吃水差,导致连接器受到较大的垂直荷载,若采用张力腿平台（tension-leg platform,TLP）作为基本模块,则能利用张力腿预张力维持平台吃水稳定,减小模块相对运动和连接器垂向荷载,并提高平台模块的可变荷载承载能力。而且海波蕴藏着巨大的能量,若VLFS能结合利用波浪能发电装置（wave energy converter,WEC）,不仅能为VLFS提供能量,还能减弱波浪荷载对VLFS的作用。因此,本文探索性提出一种由TLP模块和WEC模块集成的模块化张力腿式大型浮式平台（modular TLP-WEC,MTLPW）。该集成系统能较好地缓解我国土地和能源压力,还能捍卫我国海域和岛屿主权,从而推进我国海洋强国的战略目标。本文主要研究内容及成果如下:（1）提出一种MTLPW系统的初步概念设计方案,主要包含对称分布在最外侧的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 超大型浮式平台的发展概况
        1.2.1 VLFS概念设计研究
        1.2.2 水弹性研究
        1.2.3 多功能模块化研究
    1.3 张力腿平台的发展概况
    1.4 本文主要研究内容及技术流程
2 模块化张力腿式大型浮式平台理论基础与概念设计
    2.1 水动力学基础
        2.1.1 坐标系定义
        2.1.2 波浪荷载基本概述
        2.1.3 线性波理论
        2.1.4 Stokes波理论
        2.1.5 随机波浪理论
        2.1.6 水动力控制方程
    2.2 风力机气动基础
        2.2.1 风荷载简介
        2.2.2 风力机气动荷载计算
    2.3 多体动力学基础
        2.3.1 广义多体系统动力学
        2.3.2 连接器荷载
        2.3.3 波浪能输出功率
    2.4 模块化张力腿式大型浮式平台概念设计
    2.5 本章小结
3 简化三体MTLPW集成结构系统
    3.1 数值模型
    3.2 典型海况模拟结果
        3.2.1 连接器类型对简化三体MTLPW系统运动响应的影响
        3.2.2 Bpto参数对波浪能装置输出功率的影响
    3.3 附加垂荡板对波浪能装置的影响
        3.3.1 附加垂荡板设计参数
        3.3.2 典型海况下模拟结果分析
    3.4 附加风力机对集成系统的影响
        3.4.1 附加风机的新型集成系统概述
        3.4.2 典型风浪联合海况模拟结果
    3.5 本章小结
4 串联型七模块MTLPW集成系统
    4.1 数值模型
    4.2 典型规则波海况模拟结果
        4.2.1 连接器组合模式的影响
        4.2.2 连接模式D的WEC发电阻尼设计
        4.2.3 两种最优连接模式的对比
        4.2.4 内部张力腿平台数量的影响
    4.3 随机海况下的动力响应分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]随机风谱研究及其在海岸工程应用述评[J]. 左其华,杜齐鲁,赵一晗,段子冰,王玉丹.  海洋工程. 2016(02)
[2]多体系统动力学研究进展[J]. 戎保,芮筱亭,王国平,杨富锋.  振动与冲击. 2011(07)
[3]风荷载的几种模拟方法[J]. 刘锡良,周颖.  工业建筑. 2005(05)
[4]超大型海洋浮式结构物系泊系统设计研究[J]. 李文龙,谭家华.  中国海洋平台. 2003(02)
[5]张力腿平台水动力参数计算[J]. 胡志敏,董艳秋,张建民.  海洋工程. 2002(03)
[6]张力腿平台波浪载荷计算[J]. 胡志敏,董艳秋,张建民.  中国海洋平台. 2002(03)
[7]超大型海洋浮式结构物水弹性响应预报的研究现状和发展方向[J]. 崔维成.  船舶力学. 2002(01)
[8]超大型海洋浮式结构物动力特性研究综述[J]. 崔维成,吴有生,李润培.  船舶力学. 2001(01)
[9]张力腿平台及其基础设计[J]. 董艳秋,胡志敏,张翼.  海洋工程. 2000(04)
[10]深水张力腿平台的结构形式[J]. 董艳秋,胡志敏,马驰.  中国海洋平台. 2000(05)



本文编号：3438289