考虑船舶粘性阻尼的海缆敷设及登陆分析

发布时间：2022-01-24 04:57

　　高压海缆敷设是海上风电场开发的关键环节。为了提高海缆敷设与登陆的仿真模拟精度,文章采用水动力分析方法在SESAM/HydroD软件中施加粘性阻尼得到了敷缆船运动响应幅值算子（RAO）。在Orcaflex软件中建立敷缆船-高压海缆-系泊系统耦合模型,研究了船舶粘性阻尼对耦合系统响应的影响,并通过对海缆位形、张力和曲率的对比评估给出了海缆登陆最大允许作业海况。研究结果表明,考虑粘性阻尼后船体的垂荡幅值减小55%,海缆敷设时的有效张力、曲率及海缆登陆时的偏移量均明显减小。以考虑船舶粘性阻尼的分析结果作为工程指导,可有效减少海缆登陆海域作业面积并增加作业窗口期,提高海缆敷设效率。 

【文章来源】：光通信研究. 2020,(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

海缆敷设时的微元段受力示意图

表1 敷缆船参数 参数 数值 总长Loa/m 60.00 设计水线长Lwl/m 60.00 垂线间长Lbp/m 60.00 型宽B/m 22.00 型深D/m 4.50 设计吃d/m 2.90 满载排水量(设计吃水)Δ1/t 3 599.90 (0°纵倾)2.2 粘性阻尼计算

分析时以某海上风电场海缆敷设工程为例,该工程海域水深介于0～30 m范围内,因此选取30 m水深作为分析条件。图3给出了船体垂荡运动RAO分析结果。由图可知,忽略船体的粘性阻尼,在入射波角度为75°,波浪周期6 s左右时,船体的垂荡幅值最大达到了2.22 m。考虑粘性阻尼时,船体的垂荡幅值最大不超过1 m,幅值仅为原来的45%。可见粘性阻尼对船体的垂荡幅值有明显影响,若忽略粘性阻尼计算结果将会产生很大偏差。海缆敷设过程中,船体的运动(垂荡运动)是影响海缆受力的最重要因素之一,船体的垂荡运动响应偏大会使海缆受力的计算结果过于保守,进而影响海缆的敷设施工。

【参考文献】：
期刊论文
[1]航行敷设时海底电缆的受力分析[J]. 陈然,梅文杰,狄健,姜山,谈志武.  光纤与电缆及其应用技术. 2018(06)
[2]动态海缆机械性能有限元分析[J]. 张玉勇,潘盼,郭江艳,张建民.  计算机辅助工程. 2018(01)
[3]海缆敷设过程中拉力对缆体影响的有限元分析[J]. 胡玉娇,尹成群,吕安强.  光通信研究. 2017(03)
[4]钢管脐带缆弯曲刚度有限元分析[J]. 卢青针,肖能,阎军.  计算机辅助工程. 2011(02)

博士论文
[1]粘性对深水海洋结构物垂荡性能影响的研究[D]. 王全.上海交通大学 2017

硕士论文
[1]海底管道铺设过程全耦合分析[D]. 张榕恬.大连理工大学 2018



本文编号：3605896