张力腿平台动力响应研究

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1、摘要张力腿平台是一种复合型的海上平台，在竖直方向为刚性，但在水平方向显示柔性。张力腿平台船体是通过竖向的系泊缆(Tendon)连接到海底基座，通过浮力大于平台自重使系泊缆有充足的张紧力。本文对现有的几种类型的张力腿平台的出现背景、结构设计的创新特点以及优势做了简要叙述。对张力腿平台的动力响应分析是其设计阶段的重要步骤，通过运动响应分析可以得到张力腿平台在波浪作用下的响应，定量地分析张力腿平台在不同方向、不同频率波浪作用下的响应值。本文以三维势流理论为基础，采用理论分析与数值计算相结合的方式，研究了张力腿平台的动力特性。采用挪威船

2、级社SESAM大型海洋工程分析系统建立相应的几何模型、边界元模型、莫里森模型和质量模型，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，分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力响应函数(RAO)。’张力腿平台的初期设计中涉及到许多重要的参数，如其吃水深度、作业水深、及张力腿数量等。本文利用频域分析得到了张力腿平台的吃水深度及张力腿的数量对张力腿平台的总体运动性能的影响。假定入射波浪为零均值，呈高斯分布，大量的实践表明船体运动和载荷的短期响应服从Ray

3、leigh分布，为了描述在张力腿平台在海况不变的条件下，几分钟至数小时内船体的响应情况，本文对该张力腿平台进行了短期运动响应预报，得到了张力腿平台短期运动的短期响应数据。为以后的张力腿平台的设计提供了依据。关键词：张力腿平台，运动响应传递函数，短期预报，漂移力StudyonHydrodynamicsAnalysisofTensionLegPlatformRenShunli(MaterialsScience)DirectedbyProf．ChenJianminAbstractThetension-legplatform(TLP)i

4、sahybridtypeofoffshoreplatform，fixedfortheverticaldegreesoffreedomandcompliantforthehorizontaldegreesoffreedom．Theplatformstructureisconnectedtothesea-bedtemplatebytendons(tensionlegs)whicharekeptintensionunderallconditionsbytheexcessbuoyancyoverweightoftheplatform．I

5、nthispaperseveraltypesofTLParecomparedwitlltheirdifferentbackgrounds，structuralfeatures．ItisveryimportanttodohydrodynamicanalysisforTLPintheirbasicdesignphase．Responseamplitudeoperators(RAO)Canbeobtainedinthehydrodynamicanalysis，beingastatisticalmeasurementofdifferen

6、tresponseunderdifferentwavedirectionsandwaveperiods．Basedonthethreedimensionalpotentialtheory，thispaperdidthetheoreticalandnumericalhydrodynamicanalysisofatraditionalTLPtoevaluateitsglobalperformance．DNV／SESAMsoftwareisusedtodothemodelingandcalculatingwork．Totallyfou

7、rmodelswerebuilt，Panelmodel，Morisonmodel，Massmodel，andGeometrymodel．TLPaddedmassandpotentialdampingmatrixarecalculated，andfirstandsecondorderwaveforcesaredisplayedwi也referencetodifferentwavedirectionsandperiods．Basedontheabovework，furtheranalysisismadeaboutfactorsens

8、itivitystudy，includingwaterdepth，draft，andtendonnumbers．InthisfrequencydomainanalysiswaterdepthandtendonnumbersCanbesignificantpara