超大型浮式海上基地连接件特性研究

发布时间：2024-04-24 19:29

　　在南海未来的油气开发区域建立超大型浮式海上基地(VLFOB),将其作为存放周边油气田开发所需物资的海上补给基地和中转站,并能满足深水作业船风暴期间临时停靠的需求,这样就能解决由于南海油气勘探开发涉及的海域很广及其恶劣气候给南海油气勘探开发带来的诸多困难。 超大型浮式海上基地是由八个单体模块组合而成的结构,模块间需要采用连接构件进行连接,连接构件将是危及其安全性的一个重要因素。本文针对VLFOB这一新型的超大型浮式结构物设计概念,对其连接件刚度和载荷特性进行了研究。 首先研究了VLFOB连接件的刚度对其固有频率影响,利用有限元方法计算得到不同连接件刚度条件下系统的固有频率,与南海一年一遇海况、十年一遇海况、百年一遇海况和千年一遇海况的波浪谱对比后确定了连接件的拉伸刚度应该大于10000MN才能有效地防止共振,减少连接件的动力响应。 然后通过数值计算和模型试验两种方法研究了单体间的连接面与浪向呈不同夹角时,连接面三个方向载荷的变化趋势。研究得出连接面径向载荷和轴向载荷受连接面与浪向夹角的影响明显,而垂向载荷受连接面与浪向夹角影响较小。综合分析连接面与浪向不同夹角时连接面三个方向载荷变化趋势...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超大型浮式结构物研究概述
    1.3 超大型浮式结构物连接件研究概述
        1.3.1 超大型浮体模块间连接方式研究进展
        1.3.2 超大型浮体的连接构件载荷计算模型
    1.4 本文主要研究内容和创新点
第二章 数值理论
    2.1 引言
    2.2 浮体在规则波中线性定解条件
        2.2.1 基本方程
        2.2.2 线性自由面条件
        2.2.3 底面条件
        2.2.4 物面条件
        2.2.5 定解条件
    2.3 运动方程的建立和求解
        2.3.1 浮体在规则波中的运动方程
        2.3.2 流体静力载荷与流体静力系数
        2.3.3 流体动力载荷
        2.3.4 浮体运动响应的稳态解
    2.4 剖面载荷响应
        2.4.1 浮体湿表面的脉动压力
        2.4.2 浮体剖面载荷响应
    2.5 短期预报理论
    2.6 模态分析法
    2.7 本章小结
第三章 超大型浮式海上基地连接件刚度特性研究
    3.1 引言
    3.2 超大型浮式海上基地（VLFOB）设计概念
    3.3 超大型浮式海上基地（VLFOB）有限元模型
    3.4 VLFOB 有限元模型模态分析结果
    3.5 VLFOB 连接件轴向刚度的选择
    3.6 结论
第四章 VLFOB 的连接件载荷特性数值计算研究
    4.1 引言
    4.2 计算模型
        4.2.1 VLFOB 水动力及质量结构模型
        4.2.2 VLFOB 整体坐标系及计算的剖面载荷方向的规定
    4.3 规则波作用下数值计算结果
        4.3.1 规则波作用下连接面剖面载荷计算结果
        4.3.2 规则波作用下VLFOB 运动数值计算结果
    4.4 不同海况条件下连接件处截面剖面载荷计算结果
    4.5 本章小结
第五章 VLFOB 连接件载荷特性模型试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验条件及试验准则
        5.2.1 试验水池简介
        5.2.2 相似性准则
    5.3 试验模型及环境条件
        5.3.1 VLFOB 试验模型
        5.3.2 单体模块间连接装置及三分力仪布置
        5.3.3 大地坐标系及浪向的规定
        5.3.4 试验环境条件
    5.4 试验结果分析
        5.4.1 连接面两单体间单个连接件测得最大值试验结果分析
        5.4.2 连接面两单体间的三方向合力最大值试验结果分析
    5.5 试验结果与数值计算结果的比较
        5.5.1 运动及连接面剖面力RAO 的比较
        5.5.2 连接面与浪向不同夹角时连接面载荷的比较
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要研究工作总结
    6.2 进一步研究工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表的论文
攻读硕士学位期间申请的专利
附件



本文编号：3963412