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响应深水延伸式张力腿平台水动力性能与张力腿受力期刊

收藏本文 2024-04-22 点赞:7120 浏览:20456 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着人类石油勘探逐渐向深水领域扩展,涌现了许多新型的深海海洋环境的平台。与其他形式平台相比,张力腿平台适用水深范围大,运动性能和稳定性好,逐渐成为世界深海油气开采的主力平台类型之一。本论文介绍了延伸式张力腿平台的结构特点,并对延伸式张力腿平台进行了概念设计,结合传统式张力腿平台,介绍了延伸式张力腿平台改善设计带来的一系列优点。根据给出的南海海域的海况条件和相应的规范计算结构的环境载荷,以一座工作水深1500米的延伸式张力腿平台为探讨对象,采取论述浅析和数值模拟的策略对延伸式张力腿平台的运动响应和张力腿动力响应进行浅析,充分考虑风、浪、流环境荷载的综合作用和平台、张力腿的相互耦合作用。采取三维势流论述浅析平台在频域内的运动响应,计算了作用在平台主体上的波浪载荷、附加质量和势流阻尼系数以及张力腿受力浅析时程参数等。本论文的探讨工作主要有以下几个方面:1)本论文以三维势流论述为基础,采取论述浅析与数值计算相结合的方式,探讨了张力腿平台的动力特性。采取有限元软件ANSYS—AQWA,运用其中AQWA—LINE模块计算了张力腿平台所受到的一阶波浪力,包括附加质量力和势流阻尼力,并且计算得到了二阶波浪力,浅析了这些参数随着的入射波浪频率变化的变化规律,并得到了张力腿平台一阶运动与运动响应函数(RAO)。2)采取AQWA—NAUT模块考虑风、浪、流等环境荷载的作用和张力腿系统的非线性影响,进行了时域耦合浅析。得到了张力腿平台的波浪荷载、运动位移时程、张力腿张力时程和张力极值等。3)模拟极端海况,得到张力腿系统的张力时程,对张力腿张力进行详细浅析。通过转变张力腿系统的预张力,得到预张力对张力腿平台时程响应的影响。关键词:延伸式张力腿平台论文水动力性能论文运动响应论文AQWA论文张力浅析论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    1 绪论10-24

    1.1 探讨背景及课题作用10-13

    1.1.1 海上石油资源10

    1.1.2 海上石油开发和海洋平台10-13

    1.2 张力腿平台的特点及分类13-15

    1.2.1 张力腿平台的结构特点13-15

    1.2.2 TLP 平台运动工作原理及性能15

    1.3 张力腿平台15-22

    1.3.1 第一代张力腿平台16-17

    1.3.2 Seastars 系列单柱式张力腿平台17-18

    1.3.3 MOSES 系列张力腿平台18-19

    1.3.4 延伸式张力腿平台(ETLP)19-22

    1.4 本论文的主要工作及革新点22-23

    1.5 本章小结23-24

    2 张力腿平台水动力性能浅析24-47

    2.1 引言24

    2.2 一阶波浪力论述24-29

    2.2.1 三维势流论述24-26

    2.2.2 Morison 公式26-27

    2.2.3 水动力系数27-29

    2.3 二阶波浪力论述29-31

    2.4 频域运动制约方程31-32

    2.5 频域浅析计算结果32-45

    2.5.1 水动力模型32-33

    2.5.2 计算结果33-45

    2.6 本章小结45-47

    3 张力腿平台时域耦合浅析47-59

    3.1 引言47

    3.2 时域运动制约方程47-49

    3.2.1 风荷载47

    3.2.2 流荷载47-48

    3.2.3 时域运动方程48-49

    3.3 运动响应耦合浅析49-50

    3.4 时域耦合浅析计算结果50-58

    3.4.1 环境荷载50

    3.4.2 运动响应耦合浅析模型50-51

    3.4.3 运动响应耦合浅析结果51-54

    3.4.4 张力腿平台的低频慢漂不足54-58

    3.5 本章小结58-59

    4 基于延伸式张力腿平台的张力腿系统受力浅析59-68

    4.1 张力筋键59-61

    4.1.1 张力筋腱的组成部分59-60

    4.1.2 筋腱类型60

    4.1.3 张力筋键的材料及连接60-61

    4.2 预张力选取61-62

    4.3 张力腿系统浅析62-67

    4.3.1 不同浪向下张力腿时程浅析62-64

    4.3.2 预张力对张力腿系统响应的影响64-67

    4.4 本章小结67-68

    5 总结与展望68-70

    5.1 工作总结68-69

    5.2 进一步展望69-70

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