沉垫自升式平台升降过程水动力性能试验研究和数值分析

发布时间：2017-09-12 22:28

  本文关键词：沉垫自升式平台升降过程水动力性能试验研究和数值分析

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【摘要】：在边际油田的开发中，沉垫自升式平台是一种重要的装备。沉垫储油自升式平台需要有一个大尺度的沉垫，这种上下双浮体的结构可能使其在沉垫下降过程中的水动力性能完全不同于以往的平台结构形式。因此本文针对这个问题进行了专门的研究。 针对沉垫自升式平台升降过程的水动力性能问题，本文设计进行了模型试验并作出了数值分析。模型试验包括沉垫和主船体不同间距时的静水自由衰减试验和零航速规则波下的横浪试验，测量了模型升沉和横摇运动的固有周期，阻尼以及运动响应的时程曲线，并对结果做出了分析。在模型试验的基础上用SESAM软件的GeniE模块建立了平台的数值模型，用Wadam模块在频域中计算了平台的水动力响应，得出了不同间距情况下平台的各个水动力参数及横摇和升沉运动响应幅值，并进行了分析。 试验和计算完成后，，对比了模型试验的结果和数值分析的结果，包括运动响应幅值和各个水动力参数，并对结果的差异做出了分析。最后参照试验结果，对数值分析结果提出了修正改进方法，并对不同海况下平台下降过程的短期水动力响应幅值做出了预报，给出了平台进行下降作业的建议海况。 本文的研究成果为沉垫自升式平台这种上下双浮体式平台结构的水动力性能研究提供了参考和帮助，对我国边际油田的开发具有重要意义。
【关键词】：沉垫自升式平台 升降过程 水动力性能 模型试验 SESAM 数值分析
【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】：U674.381
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 研究背景7-9
• 1.1.1 石油能源现状7-8
• 1.1.2 沉垫自升式平台的结构特点和现状8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文研究内容10-12
• 第二章 模型试验过程及结果12-42
• 2.1 耐波性试验介绍12
• 2.2 原型描述12-13
• 2.3 试验内容13
• 2.4 相似准则13-15
• 2.5 船模尺度的确定15-17
• 2.6 试验场所和设备17-18
• 2.7 试验准备18-26
• 2.7.1 模型结构和材料18-19
• 2.7.2 重心和惯量调整19-22
• 2.7.3 系泊系统22-23
• 2.7.4 桩腿升降装置及间距选择23-24
• 2.7.5 造波标定24-26
• 2.7.6 误差估计26
• 2.8 试验工况26-29
• 2.9 试验过程29-30
• 2.10 试验数据处理30-35
• 2.11 试验结果35-37
• 2.12 结果分析37-42
• 第三章 大尺度浮式结构运动理论42-55
• 3.1 问题描述42-43
• 3.2 流体静恢复力43-45
• 3.3 入射波和绕射波波浪力计算45-49
• 3.3.1 线性绕射问题的基本方程和边界条件45-47
• 3.3.2 线性绕射速度势求解理论47-48
• 3.3.3 F-K 力和绕射系数48-49
• 3.4 辐射波浪力49-50
• 3.5 大尺度浮体运动方程50-51
• 3.6 随机波浪下运动响应与预报51-55
• 3.6.1 海浪谱51-52
• 3.6.2 运动响应预报52-55
• 第四章 数值计算55-65
• 4.1 SESAM 软件概述55-57
• 4.2 建模过程57-60
• 4.3 升降过程水动力性能计算结果60-62
• 4.4 升降过程水动力性能结果分析62-65
• 第五章 数值结果和试验结果对比及分析65-70
• 5.1 附加质量和阻尼的对比65-67
• 5.2 运动幅值对比67-69
• 5.3 短期运动幅值预报69-70
• 第六章 结论70-72
• 1.试验结果表明70
• 2.数值分析结果表明70-71
• 3.试验结果和数值分析对比表明71
• 4.短期运动幅值预报及建议71-72
• 参考文献72-74
• 发表论文和科研情况说明74-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：839888