Spar平台涡激运动响应分析

针对Spar平台的刚体特性,建立了Spar平台与尾流阵子之间的耦合运动方程,利用该方法首先对一模型平台进行了数值验证,计算得到的锁定区域与实验测得的结果吻合良好。其次对一真实的Spar平台进行了计算,并得到Spar平台和尾流阵子的时间历程曲线。     

参一强激励作用下的Spar平台非线性纵摇运动响应分析

考虑垂荡运动和波浪激励力矩的双重影响,建立Spar平台参一强联合激励下的纵摇运动方程。应用摄动法求得当垂荡频率与纵摇固有频率比接近2:1时纵摇方程的一阶近似解,并分析了方程零解与定常周期解的运动稳定性。以一座试验Spar平台为例,计算了该平台在长周期涌浪下纵摇运动的时域响应。     

风浪流中Truss Spar平台耦合动力响应分析

采用时域耦合分析方法,研究了Truss Spar平台浮体/系泊/立管系统在不规则波浪及风流作用下的耦合动力特性问题.比较分析了SCR及TTR两种立管形式对平台浮体运动响应及其系泊张力变化特性的影响,同时还考虑了在极端海况下当有系泊断裂时,平台运动响应及其系泊张力的变化特性.研究表明,在耦合立管后,平台运动响应及系泊张力特性变化明显,特别是耦合TTR时,平台运动响应及系泊张力幅值显著减小.当平台遭遇恶劣海况发生系泊断裂时,对平台运动响应及其系泊系统动力响应特性都会产生显著影响.     

Spar平台湿拖运动性能和垂荡板上浪实验研究

为了研究分析湿拖状态下Spar平台的运动性能以及垂荡板上的相对波浪升高,在深水池进行了Spar平台湿拖模型实验。实验中选取了H_s=3.0 m、H_s=5.0 m的不规则波浪以及DNV最大拖航海况作为海洋环境条件,并选择了几个典型的浪向角。通过对实验结果的分析,得到了Spar平台湿拖时在不同海况和浪向下的运动响应以及垂荡板上典型位置处上浪情况的规律,可以为进一步的理论研究和工程实践提供依据。     

Spar型浮式风机平台设计与水动力响应分析

参考Truss Spar型油气平台的结构形式,以NREL 5 MW为目标风机,提出一种Spar型浮式风机平台的概念性设计。利用海洋工程软件AQWA计算该平台在作业和极端海况下的水动力响应。研究表明,该平台具有良好的水动力性能,并且在极端海况下也具备一定安全性。     

桁架式Spar平台气隙响应研究

气隙是深海Spar平台结构设计所需考虑的关键问题之一。Spar平台是浮式平台,在海洋环境荷载的作用下会发生运动,平台结构和波浪还会相互产生影响,因此在计算气隙时须考虑平台运动和波浪运动的耦合作用。利用数值计算方法对桁架式Spar平台气隙响应的影响因素进行了研究。平台垂荡值是影响气隙响应的主要因素;波浪运动对气隙的影响很大,而平台运动对气隙的影响较小。     

垂荡板对Truss Spar平台动力响应的影响分析

随着深海石油开发需求的不断增加,Spar平台的设计制造成为海油工程领域关注的热点。为探究垂荡板结构对Truss Spar平台动力响应的影响,在三维势流理论的动力响应方程的基础上,利用水动力计算软件ANSYS-AQWA,建立Truss Spar平台水动力模型,改变中段部分的桁架式结构中垂荡板的数目,应用频域分析法对附有不同数目垂荡板的TrussSpar平台进行动力响应计算和比较。计算结果表明,垂荡板结构能有效抑制TrussSpar平台的运动,而且垂荡板的数量越多对平台的垂向运动性能的改善效果越好。     

Truss Spar平台涡激运动拖曳模型试验方法研究

采用拖曳水池模型试验对设计中的TrussSpar平台进行了模型试验,详细对试验内容、试验方法和布置进行了介绍,对试验数据进行了初步处理,得到了研究涡激运动的关键参数,并判断了试验数据的合理性。     

Spar平台涡激运动关键特性研究进展

介绍了目前国际上Spar平台涡激运动研究的概况,并从涡激运动的形成机理、涡激运动响应特征、涡激运动抑制方法、涡激运动研究及预报方法等几个方面对其关键特性进行了详细阐述,提出了这一课题未来研究方向的有关建议.     

考虑非线性系泊力Truss Spar平台耦合运动分析

Truss Spar广泛地应用于深水和超深水的海洋石油开发中,研究它的运动性能非常有必要。该文研究规则波浪下Truss Spar平台垂荡、横摇以及纵摇耦合6自由度运动特性。考虑平台垂荡频率与纵摇频率的2:1共振关系,采用龙格库塔法求解平台在非线性系泊力下平台的非线性运动响应。同时,考虑瞬时波面升高影响,研究非线性系泊力对平台运动的影响。计算结果表明:Truss Spar平台在考虑系泊力后,纵荡与纵摇响应幅值发生跳跃的临界波高值增大,延缓了跳跃现象的发生,但是不能阻止内共振情况的发生。同时,发现考虑瞬时波面升高影响,平台纵荡与纵摇响应幅值发生跳跃时的临界波高值减小,平台越容易发生内共振现象。考虑瞬时波面升高将导致平台的相对垂荡运动增大,引起平台干舷的剧烈变化,对平台的安全造成影响。     

Spar平台的发展趋势及其关键技术

深海油气资源的大量开发加速了对适应深水环境的平台结构物的需求。Spar平台是一种用于深海环油气开采、生产、处理加工和储存的海洋结构物。本文介绍Spar平台的发展趋势及其关键技术的研究,包括平台动力响应、系泊系统、疲劳分析、耦合分析以及垂荡板和侧板的设计研究。     

可移动式自安装平台运动响应分析及应用研究

为满足我国海上边际油田开发需要,研发了一种可移动式自安装平台。该平台采用筒形基础,易于实现基础贯入和拔出,克服了常规桩靴式基础压桩和拔桩难的问题。筒基的存在使得平台拖航吃水深,对航道水深要求较高,且安装时筒基与海底碰撞可能导致桩基破坏。对拖航和举升状态下的平台进行运动响应分析,给出了平台出港条件、筒基内部充气高度和航道水深要求,并确定筒基触底作业允许的最大海况条件,可为船坞选择、平台拖航和安装作业提供参考。     

基于AQWA的半潜式平台水动力特性研究

该文针对深水半潜式平台,建立三维水动力模型,使用AQwA软件进行数值模拟,研究了水动力系数变化特征并进行了运动响应预报。同时进行了模型试验,验证利用频域分析方法进行数值模拟的可行性。为半潜式平台的初步设计提供相应的理论基础,为半潜式平台的服役提供理论支持和保障。     

基于API规范的Spar硬舱壳体结构优化设计

根据API规范编写设计程序,提出Spar硬舱壳体结构的优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对Spar硬舱壳体结构进行优化设计。通过设计实例证明,该优化设计方法的优化结果以及收敛性都比较理想,与原始方案相比,优化设计方案显著降低结构自重。文章最后提出的建议,可作为今后实际设计工作的参考。     

风浪联合作用下OOstar平台低频运动响应分析

基于FAST建立OOstar平台的时域模型,研究风浪联合作用下平台的运动响应,采用统计学方法分析平台的不规则运动规律,利用傅里叶变换对平台运动进行频谱分析,重点关注波浪载荷差频分量及风载荷对平台低频慢漂运动的影响。结果表明：在不同海况下差频分量与风载荷均会使平台运动振幅增加,并使大振幅对应运动周期的离散性增强,而对小振幅对应运动周期的影响较小;差频分量对振幅及运动周期的影响随着海况的恶劣而增强,风载荷则相反。频谱分析表明,差频分量在不同海况下对平台自振频率处运动的激励影响均较大,风载荷则在四级海况下对平台自振频率处运动的激励影响较大,在八级海况下对平台自振频率处的激励影响较小。     

Truss Spar平台结构强度与疲劳分析的关键技术

针对Truss Spar平台结构、疲劳强度分析,从计算所需的建模要求、载荷确定、结构强度和疲劳分析方法选取等方面进行总结归纳,结合实际工程指出当前方法的不足,提出完善措施,为工程应用提供参考。     

水深和螺旋板对Classic Spar水动力特性的影响

Classic Spar平台由于其单立柱式的几何特性,会产生较大的涡激力,而平台柱体外围的螺旋板能有效地减少涡旋,增加平台结构强度。本文应用三维分布源法求解边界积分方程,计算并比较了Classic Spar平台在四种不同水深时的水动力特性,分析了螺旋板的螺距和数量对平台水动力特性的影响。     

6 MW新型浅水浮式风力机概念设计和运动响应分析

为使浮式风力机向浅海水域拓展,结合Spar与Semi平台的特点,提出适用于南海浅水水域的新概念浮式风力机平台。运用NREL_FAST软件建立浮式风力机系统气动-水动-锚链-弹性-伺服耦合的非线性动力学分析模型,采用叶素-动量理论计算气动载荷,采用势流理论和莫里森黏性阻尼修正方法计算水动力载荷,采用三维有限元法计算锚链系统载荷,在风、浪、流环境载荷作用下研究不同风浪夹角下新概念浮式风力机运动响应性能。结果表明：6 MW新概念浮式风力机在南海50 m水深水域中支撑6 MW风力机运动响应良好;浪向角改变对纵荡运动影响较大,对纵摇、艏摇和垂荡运动运动有一定影响。新概念浮式风力机在南海50 m设计海域运动性能良好。     

基于AQWA的自升式钻井平台水动力响应分析

由于海洋环境变化的多样性,自升式钻井平台在风、浪、流联合作用下的动力学响应是十分复杂的。参照某自升式钻井平台具体参数,结合该平台在位运行时的具体过程,综合考虑风、浪、流等环境荷载作用和系泊系统的布局形式,利用ANSYS/AQWA模块建立了平台的水动力分析模型,对平台的系泊特性进行了水动力响应分析,得到了系泊缆索不同预张力工况下的平台主体六个自由度的动力学运动响应特性。结合仿真结果对该平台系泊工况下的水动力特性进行了频域和时域的初步分析研究。计算分析所得结论对具体工程实践有一定的指导意义。     

波流耦合作用海上张力腿风机运动响应研究

以TLP海上风机为研究对象,结合黄海海域环境条件对张力腿风机基础的水动力响应进行模拟分析。在计算过程中,风荷载分为作用在塔柱上的风荷栽和风机荷栽两部分,采用高阶边界元法建立数值模型,开发了风、浪、流耦合作用时域程序。针对不同风、浪、流入射工况进行模拟,计算结果表明,风荷载单独作用下张力腿风机结构产生的运动响应与波流力作用下响应值比较不可忽略,并得到了一些时工程实践有意义的结论。