深海桁架式Spar平台垂荡板结构水动力特性研究

发布时间：2021-09-19 12:49

　　深水经典Spar平台在风、浪、流作用下,易发生大幅度垂荡运动,引起垂荡-纵摇耦合不稳定运动,进而影响作业生产。控制Spar平台运动性能的有效方法是增加垂荡阻尼板,其可以减小平台的垂荡运动,因此诞生了Truss Spar平台。本文研究Truss Spar平台垂荡板的水动力特性,从垂荡板的运动特点和几何特征两方面,研究运动振幅、周期以及板间距等因素对水动力系数的影响规律,为垂荡板的结构设计和平台运动分析提供可靠依据。本文应用CFD计算流体动力学方法,对垂荡板的受迫振荡运动进行数值模拟。利用前处理器建模软件Gambit建立桁架式Spar平台单个垂荡板和两个垂荡板的结构模型;利用流体力学软件Fluent中的动网格技术,编译UDF即用户自定义函数,使垂荡板结构处于简谐运动状态,最后对模型进行数值求解。针对湍流状态下,三维非定常运动垂荡板的水动力学问题,考虑振幅、周期和板间距等参数分别对附加质量系数和阻力系数的影响进行了探讨研究。计算结果表明,在一定的幅值范围内,附加质量系数随着振幅的增大而增加,阻尼力系数随着振幅的增加而下降,并随着振幅的增加,其下降的幅度逐渐变缓;整体上C m值和C d值都随着... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

用于海洋资源开发的海洋结构物

应得到缩短（最短的 Truss Spar 长仅 166 近 50 米），平台的建造成本得到了大幅度台的主体分为三个部分：位于主体上部的硬式构架结构；下部的固定压载舱和临时浮部为桁架结构，采用垂荡板分为数层，垂构件上下相接，同时用斜撑加强。这个构架且当平台发生垂荡运动的时候，垂荡板与尼，增加了平台主体的附加质量，从而使平少了与波浪频率发生共振的可能性。另外的边沿，形成了侧板结构，还可以减少平台流的情况下，Truss-Spar 具有较小的拖曳面链力都比较小。减小了水平拖曳力、锚链受形式如图 1-3 所示[1,3]：

学硕士学位论文 第一章以有效地控制平台的垂向运动，提高平台的运动稳定性，近年来垂荡力性能成为设计桁架式 Spar 平台的重要技术参数，越来越被人们关注究其几何特征和运动特点对水动力的影响是非常重要的，能够为垂荡设计和平台运动分析提供可靠的依据。于垂荡板研究的国内外现状垂荡板一般为方形板，上面有中央井开孔、立腿开孔和立管开孔等各种安装垂直生产立管和 SCR 立管，在垂荡板四周由四根上下相通的管状台主体连接，同时为了保证结构的稳定性，在每个侧面安装了相互交叉从结构上来说，垂荡板是几块有加强材的平板结构，由撑杆支撑。结图 1-4 所示：


本文编号：3401645