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Truss Spar平台垂荡响应频域分析  [PDF]
李彬彬,欧进萍
海洋工程 , 2009,
Abstract: 利用已有水动力试验和数值模拟结果及Morison方程,简化估计了TrussSpar平台垂荡方向水动力贡献,快速有效地预报了平台极端海况下的垂荡响应。在频域内分别采用数值迭代计算和粘滞阻尼线性化方法得到了平台在不同数量垂荡板配置下的垂荡响应幅值算子。在墨西哥湾、西非和中国南海等3种不同地区极端海况以及墨西哥湾工作状态海况下计算了平台的响应极值,分析发现平台波频垂荡响应对入射波浪周期非常敏感。采用JONSWAP波能谱得到了TrussSpar平台垂荡响应谱。通过比较和参数分析,验证了平台在设计上的合理性与实际海况下良好的垂荡运动性能。
三维复杂结构Spar平台垂荡板垂荡水动力性能研究  [PDF]
黄苗苗,吴乘胜,吴维武,匡晓峰,缪泉明
海洋工程 , 2013,
Abstract: 对三维复杂结构Spar平台垂荡板进行垂荡运动的数值模拟,并对垂荡板附近流场及水动力系数进行对比分析。结果表明:在主板尺寸相同情况下,主板边缘附近较小的角钢结构会对垂荡板流场产生明显影响,并导致水动力性能的较大差距;水动力系数计算结果与流场分析的结论一致。虽然复杂板架结构的三维建模及网格划分难度很大,但是在Spar平台垂荡板工程设计中不能完全采用简化光滑平板代替真实、复杂结构形式的垂荡板进行水动力性能的计算。
Spar平台垂荡板水动力特性强迫振动试验研究  [PDF]
柳淑学,赵敏,李金宣,滕斌
海洋工程 , 2012,
Abstract: 采用强迫振动试验的方法,对Spar平台不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和粘性阻尼系数进行了系统研究。分析研究了实心垂荡板和开孔垂荡板对Spar平台水动力特性的影响,并将Spar平台整体模型的试验结果与圆柱体和单独考虑垂荡板时的试验结果比较,结果表明垂荡板结构能有效提高Spar平台的附加质量系数和粘性阻尼系数,在KC=0.2~1.3时,开孔率为5%的开孔垂荡板Spar平台和实心垂荡板Spar平台相比,粘性阻尼有所提高但是附加质量减小。试验进一步研究了垂荡板间距对Spar平台水动力性能的影响,得到了水动力系数随垂荡板间距的变化情况,研究成果对实际工程中Spar平台的优化设计具有一定的指导意义。
Spar平台垂荡-纵摇耦合运动失稳机理  [PDF]
刘利琴,唐友刚,王文杰
海洋工程 , 2009,
Abstract: 研究参数激励和强迫激励共同作用下Spar平台垂荡-纵摇耦合运动的失稳机理.考虑静稳性和排水体积的变化,推导平台的垂荡回复力和纵摇回复力矩表达式,建立规则波浪中平台垂荡-纵摇耦合的运动方程.以经典Spar平台为例,分析平台垂荡-纵摇耦合运动发生马休类型不稳定运动的条件以及平台运动失稳的形式,给出波高和波浪周期平面上平台因大幅运动失稳的参数域.结果表明,当波高相对较小时,波浪的临界周期接近于垂荡固有周期,平台失稳的形式为马休失稳;当波高相对较大时,波浪的临界周期远离垂荡固有周期,平台由于大幅摇摆运动而失稳.
经典式Spar平台垂荡-纵摇耦合混沌运动研究  [PDF]
刘利琴,王宾,张若瑜,唐友刚
工程力学 , 2013, DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2012.07.0530
Abstract: 该文基于Lyapunov指数研究经典式Spar平台主体垂荡-纵摇非线性耦合的混沌运动。建立了规则波浪中平台主体垂荡-纵摇耦合非线性微分方程,以经典式Spar平台为例,数值计算了响应的最大Lyapunov指数谱及分岔图,在波高和波浪频率构成的平面上,计算了平台不稳定纵摇运动的参数域。结果表明,平台运动形式对波浪激励频率非常敏感,随着波浪频率的改变,Spar平台发生1/2亚谐运动、概周期运动,当波浪频率接近垂荡固有频率时,发生混沌运动。
传统spar平台垂荡-纵摇耦合内共振响应  [PDF]
赵晶瑞,唐立志,唐友刚,王文杰
天津大学学报(自然科学与工程技术版) , 2009,
Abstract: 本文中研究规则波浪下经典spar平台垂荡-纵摇耦合运动内共振动力特性.考虑垂荡频率与纵摇频率的2∶1的内共振关系,在无系泊状态下建立了平台非线性耦合运动微分方程.应用moses软件建立了平台模型,计算了不同波浪周期下的一阶波浪激励力.采用多尺度方法求解垂荡-纵摇耦合运动响应的定常解并进行数值验证.计算结果表明,当波浪频率接近垂荡固有频率且波高达到某一极限时,平台垂荡运动的能量达到饱和;当波高继续增加时,垂荡能量开始向纵摇运动转移,导致平台发生大幅纵摇运动.
Spar平台主体垂荡-月池流体耦合运动模型试验研究  [PDF]
刘利琴,张永恒,满金双,刘春媛,何鑫
哈尔滨工程大学学报 , 2015, DOI: 10.3969/j.issn.1006-7043.201312035
Abstract: 针对Spar平台主体垂荡-月池流体耦合运动问题,采用模型试验的方法进行了研究.设计了可拆卸的月池底部挡板及垂荡板,通过静水中自由衰减试验及波浪中强迫运动试验,分析了月池流体对平台主体垂荡运动的影响.结果表明:月池流体显著增加了平台垂荡阻尼;当波浪周期接近平台垂荡固有周期时,月池流体对平台主体垂荡有抑制效应,且抑制程度与月池开孔面积有关;对于较大的底部挡板开孔率,平台主体垂荡RAO有2个峰,当波浪周期接近月池流体垂向振动固有周期时,也会激起平台主体较大的垂荡运动.实际中采用半开口月池时,应考虑月池流体对平台主体垂荡运动的影响.
桁架式spar平台垂荡板结构的水动力特性  [PDF]
沈文君,唐友刚,赵晶瑞
天津大学学报(自然科学与工程技术版) , 2011,
Abstract: 研究了深海桁架式spar平台垂荡板的水动力性能.首先考虑了不同振幅和板间距对水动力的影响,其次对不同厚度的板进行了计算分析,并且考虑了将板四周进行消斜的情况.通过fluent中的用户自定义函数,利用动网格技术对垂荡板的受迫振荡运动进行数值模拟,计算得出垂荡板的附加质量系数和阻尼力系数.结果表明:在一定的幅值范围内,附加质量系数随着运动幅值的增大而增大,阻尼力系数随着运动幅值的增大而减小;附加质量系数和阻尼力系数都随着板间距的增大而增大,并逐渐趋于平稳;同时发现有效厚度相同时,经削斜后板的水动力性能得到很大改善.
Truss spar平台多点系泊力学分析  [PDF]
徐兴平,王言哲,汪海
- , 2018, DOI: 10.3969/j.issn.1673-5005.2018.05.020
Abstract: 将truss spar平台主体和系泊系统看作耦合系统,采用ANSYS/AQWA在时域对truss spar及其系泊系统进行耦合动力响应分析,在8点和12点系泊情况下获得4种不同工况下平台主体的垂荡和纵荡响应和系泊缆的张力响应。结果表明:当系泊系统处于破损状态时,平台的纵荡要远大于系泊系统处于完整状态时的水平位移;极限工况下,平台的运动和张力响应要比作业工况下的响应更大; 相对于8点系泊系统,12点系泊系统的运动和张力响应更小。
The main body of truss spar platform and mooring system were considered as an integrated coupled system, through which the coupled dynamic analysis were conducted using ANSYS/AQWA, and the motion response and tension response of truss spar platform at four different working conditions were obtained. It is found that the mooring line failure would increase the surge response and tension response drastically. The extreme environmental loads would increase the response of truss spar. Besides, comparing the results of truss spar with 8-point mooring system and 12-point mooring system, 12-point mooring system would decrease the response of truss spar
Dynamic Responses of Truss Spar Due to Wave Actions  [cached]
V.J. Kurian,C.Y. Ng,M.S. Liew
Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology , 2013,
Abstract: Spar platforms have been used for drilling, production and storage of oil and gas in the offshore deepwater region. The structure is installed at the deepwater locations in the sea and is exposed to continuous action of wind, wave, current and other environmental forces. Wave force constitutes about 70% of the total environmental force and could be considered as the most significant force affecting the dynamic responses needed for the design of these structures. In this study, the dynamic responses of the truss spar due to wave actions including the wave force theories and wave propagation directions are investigated. Numerical simulations are developed to investigate the accuracy of the wave force theories i.e., Morison equation and Diffraction theory, for large structure such as truss spar. The investigation is further expanded to study responses of the truss spar due to variations directions of the wave propagated. The truss spar is modelled as a rigid body with three degrees of freedom restrained by mooring lines. In the simulation, the mass, damping and stiffness matrices are evaluated at every time step. The equations of motion are formulated for the platform dynamic equilibrium and solved by using Newmark Beta method. To compute the wave force for truss spar, which is large compared to the wave length, Diffraction theory was found to be more appropriate. The Morison equation was found applicable only at the high frequency range. Short crested waves resulted in smaller responses in all the motions than that for long crested waves. Hence, it would be appropriate to consider the short crested wave statistics for the optimum design.
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