半潜式海洋平台刚度相似问题研究
发布时间：2021-11-04 16:00
半潜式海洋平台作为深水油气开发的典型装备之一,发展到如今,其结构特点是:平台立柱和撑杆的形式简化,数目减少。虽然减小了因管节点疲劳失效而导致平台结构破坏的可能性,但平台整体的刚度问题凸显了出来。依据薄壁梁理论,平台作为一种薄壁结构,大开口的横截面将大大削弱整体的抗扭刚度,值得探究。本文以半潜式海洋平台为研究对象,从模型试验的角度出发,探讨能否将相似理论用于平台的刚度模型试验,为模型试验的开展提供参考。本文主要工作如下:（1）论文首先研究了相似理论的机理,依据方程分析法推导出了相似准则,明确了各物理量之间的关系;运用薄板弯曲实例验证了相似准则,缩比关系的正确性。（2）结合三维势流理论的机理和Morison公式,计算了某艘半潜平台某些工况的波浪载荷,再将波浪载荷传递给平台结构模型,计算出平台的变形结果;严格按照相似关系,换算出缩比模型的参数,同样进行刚度计算,对前后的结果进行分析,验证了严格相似。（3）联系到模型试验实际,利用控制变量法,探讨了板厚、杨氏模量、泊松比等参数对平台刚度相似结果的影响程度,总结规律,提出了试验方案,并加以验证。（4）针对半潜平台固定的仿真过程,将相似关系嵌入其中...
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海洋平台模型试验
1.2.2 相似理论
1.2.3 ANSYS Workbench二次开发
1.3 主要研究内容
第2章 相似理论基础及应用
2.1 相似理论基础的概述
2.2 相似三定理
2.2.1 相似第一定理
2.2.2 相似第二定理
2.2.3 相似第三定理
2.3 相似准则的三种推导方法
2.3.1 三种方法的介绍
2.3.2 方程分析法推导相似准则
2.3.3 量纲分析法推导相似关系
2.4 判据说明
2.5 实例说明
2.6 本章小结
第3章 半潜式海洋平台结构模型的数值分析
3.1 波浪载荷理论基础
3.1.1 莫里森公式
3.1.2 三维势流理论
3.2 平台参数及准静态数值计算
3.3 模型试验的制约因素
3.3.1 板厚
3.3.2 杨氏模量
3.3.3 泊松比
3.4 时域分析
3.4.1 总变形时历曲线
3.4.2 分量研究
3.5 试验方案和方案验证
3.5.1 试验方案
3.5.2 方案验证
3.6 本章小结
第4章 基于ANSYS Workbench二次开发的半潜平台仿真软件开发
4.1 ANSYS Workbench整体及模块介绍
4.2 ANSYS Workbench二次开发框架
4.3 交互界面的开发
4.4 模块化开发
4.4.1 几何模块DM二次开发
4.4.2 结构模块DS二次开发
4.4.3 AQWA模块二次开发
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 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]基于AQWA的2种立柱结构的半潜式海洋平台水动力特性研究[J]. 唐文献,高泽,张建,黄海涛,陈晓雯. 舰船科学技术. 2017(09)
[2]海洋能源勘探开发技术现状与展望[J]. 周守为,李清平,朱海山,张厚和,付强,张理. 中国工程科学. 2016(02)
[3]基于功能/结构相似的复杂系统相似准则研究[J]. 王艾伦,张营营,殷杰. 系统工程理论与实践. 2015(12)
[4]结构试验相似理论研究及实例分析[J]. 张鲲鹏,陈哲武. 低温建筑技术. 2015(07)
[5]嵌入式Qt中信号与槽机制的研究[J]. 金繁,崔培雷. 电子设计工程. 2014(24)
[6]带齿薄壁短圆筒振动试验模型的相似设计方法[J]. 罗忠,张凯,韩清凯,王德友. 机械工程学报. 2013(21)
[7]Qt框架中信号和槽机制的研究[J]. 龚凌璞. 计算机光盘软件与应用. 2013(11)
[8]我国深水油气开发所面临的机遇与挑战[J]. 刘雅馨,钱基,熊利平,郭宝申,丁建可,熊伟,张用德. 资源与产业. 2013(03)
[9]世界及我国海洋油气产业发展及现状[J]. 吴家鸣. 广东造船. 2013(01)
[10]3000m水深半潜式钻井平台关键技术综述[J]. 谢彬,王世圣,冯玮,付英军. 高科技与产业化. 2008(12)
博士论文
[1]浮式液化天然气装备（FLNG）水动力性能的数值分析及实验研究[D]. 赵文华.上海交通大学 2014
[2]中国石油进口依存度问题研究[D]. 张祺.武汉大学 2013
[3]深海半潜式平台初步设计中的若干关键问题研究[D]. 陈新权.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于ANSYS Workbench的行波管动力学仿真分析及二次开发研究[D]. 吴泓娴.华南理工大学 2016
[2]基于Qt的监控组态软件的研究与开发[D]. 杨晨.大连理工大学 2015
[3]基于Workbench-Excel起重机参数化仿真平台研究[D]. 陈代富.武汉理工大学 2015
[4]基于Qt的图形用户界面的研究与实现[D]. 缪雨润.东南大学 2015
[5]船体极限强度试验相似模型设计研究[D]. 周凡.武汉理工大学 2014
[6]自升式海洋平台桩靴强度分析[D]. 孙雅楠.大连理工大学 2013
[7]基于ANSYS Workbench的注塑模具刚强度分析系统开发[D]. 涂维青.河南工业大学 2013
[8]自升式海洋平台液压升降特种吊机研究及动力学分析[D]. 田忠锋.哈尔滨工程大学 2013
[9]深水半潜平台总体强度分析中波浪载荷计算与简化建模方法研究[D]. 张朝阳.上海交通大学 2012
[10]基于AQWA的大型浮体拖航性能研究[D]. 石丽娜.大连理工大学 2011
本文编号：3476049
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 海洋平台模型试验
1.2.2 相似理论
1.2.3 ANSYS Workbench二次开发
1.3 主要研究内容
第2章 相似理论基础及应用
2.1 相似理论基础的概述
2.2 相似三定理
2.2.1 相似第一定理
2.2.2 相似第二定理
2.2.3 相似第三定理
2.3 相似准则的三种推导方法
2.3.1 三种方法的介绍
2.3.2 方程分析法推导相似准则
2.3.3 量纲分析法推导相似关系
2.4 判据说明
2.5 实例说明
2.6 本章小结
第3章 半潜式海洋平台结构模型的数值分析
3.1 波浪载荷理论基础
3.1.1 莫里森公式
3.1.2 三维势流理论
3.2 平台参数及准静态数值计算
3.3 模型试验的制约因素
3.3.1 板厚
3.3.2 杨氏模量
3.3.3 泊松比
3.4 时域分析
3.4.1 总变形时历曲线
3.4.2 分量研究
3.5 试验方案和方案验证
3.5.1 试验方案
3.5.2 方案验证
3.6 本章小结
第4章 基于ANSYS Workbench二次开发的半潜平台仿真软件开发
4.1 ANSYS Workbench整体及模块介绍
4.2 ANSYS Workbench二次开发框架
4.3 交互界面的开发
4.4 模块化开发
4.4.1 几何模块DM二次开发
4.4.2 结构模块DS二次开发
4.4.3 AQWA模块二次开发
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 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]基于AQWA的2种立柱结构的半潜式海洋平台水动力特性研究[J]. 唐文献,高泽,张建,黄海涛,陈晓雯. 舰船科学技术. 2017(09)
[2]海洋能源勘探开发技术现状与展望[J]. 周守为,李清平,朱海山,张厚和,付强,张理. 中国工程科学. 2016(02)
[3]基于功能/结构相似的复杂系统相似准则研究[J]. 王艾伦,张营营,殷杰. 系统工程理论与实践. 2015(12)
[4]结构试验相似理论研究及实例分析[J]. 张鲲鹏,陈哲武. 低温建筑技术. 2015(07)
[5]嵌入式Qt中信号与槽机制的研究[J]. 金繁,崔培雷. 电子设计工程. 2014(24)
[6]带齿薄壁短圆筒振动试验模型的相似设计方法[J]. 罗忠,张凯,韩清凯,王德友. 机械工程学报. 2013(21)
[7]Qt框架中信号和槽机制的研究[J]. 龚凌璞. 计算机光盘软件与应用. 2013(11)
[8]我国深水油气开发所面临的机遇与挑战[J]. 刘雅馨,钱基,熊利平,郭宝申,丁建可,熊伟,张用德. 资源与产业. 2013(03)
[9]世界及我国海洋油气产业发展及现状[J]. 吴家鸣. 广东造船. 2013(01)
[10]3000m水深半潜式钻井平台关键技术综述[J]. 谢彬,王世圣,冯玮,付英军. 高科技与产业化. 2008(12)
博士论文
[1]浮式液化天然气装备（FLNG）水动力性能的数值分析及实验研究[D]. 赵文华.上海交通大学 2014
[2]中国石油进口依存度问题研究[D]. 张祺.武汉大学 2013
[3]深海半潜式平台初步设计中的若干关键问题研究[D]. 陈新权.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于ANSYS Workbench的行波管动力学仿真分析及二次开发研究[D]. 吴泓娴.华南理工大学 2016
[2]基于Qt的监控组态软件的研究与开发[D]. 杨晨.大连理工大学 2015
[3]基于Workbench-Excel起重机参数化仿真平台研究[D]. 陈代富.武汉理工大学 2015
[4]基于Qt的图形用户界面的研究与实现[D]. 缪雨润.东南大学 2015
[5]船体极限强度试验相似模型设计研究[D]. 周凡.武汉理工大学 2014
[6]自升式海洋平台桩靴强度分析[D]. 孙雅楠.大连理工大学 2013
[7]基于ANSYS Workbench的注塑模具刚强度分析系统开发[D]. 涂维青.河南工业大学 2013
[8]自升式海洋平台液压升降特种吊机研究及动力学分析[D]. 田忠锋.哈尔滨工程大学 2013
[9]深水半潜平台总体强度分析中波浪载荷计算与简化建模方法研究[D]. 张朝阳.上海交通大学 2012
[10]基于AQWA的大型浮体拖航性能研究[D]. 石丽娜.大连理工大学 2011
本文编号：3476049
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