半潜式海洋平台锚泊系统分析与优化分析

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1、江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据致谢万方数据万方数据摘要摘要半潜式海洋平台是海洋油气资源勘探和开发的重要载体，其锚泊定位系统是关键技术之一

2、，同时锚泊定位系统的分析与设计也是海上浮式结构物整体设计过程中绝不可忽视的重要环节。本文以1500m水深半潜式海洋平台及其锚泊系统为研究对象，运用水动力软件ANSYS/AQWA对目标平台进行频域和时域耦合分析，并联合多学科优化软件iSIGHT对锚泊系统进行优化研究，寻求最佳的平台定位控制策略，在此研究的基础上研发了半潜式海洋平台锚泊动力学分析系统软件。具体研究内容如下：（1）阐述了海洋结构物水动力分析理论，分别对海洋环境（风、浪、流等）理论、海洋工程中浮体运动的计算方法（基于经验公式的Morison法和三维势流理论）及锚泊系统

3、分析方法（悬连线法和有限元法）进行了研究。（2）依据设计规范设计半潜式海洋平台基本结构，建立半潜式海洋平台水动力模型并模拟海洋环境，对半潜式海洋平台模型进行频域下的水动力分析，为后续的时域耦合分析奠定基础。（3）根据规范设计半潜式海洋平台的锚泊系统，建立锚泊系统及风、浪、流随其特征参数在空间和时间区域内的表述模型，对其进行时域耦合分析，研究半潜式海洋平台的运动响应和系泊缆受力情况；在此基础上，分析了绞车收放缆对系泊性能的影响，为海洋平台锚泊系统的实时控制提供了途径。（4）为了实现更好的平台定位，寻求最佳的锚泊系统控制策略，在半

4、潜式海洋平台锚泊系统时域耦合分析的基础上，联合多学科优化软件iSIGHT对锚泊系统进行优化研究，形成了一个快速有效的优化系统，达到了缩短设计周期、降低开发成本和提高产品竞争力的目的，为锚泊系统的多学科协同优化研究（MDO）打下了基础。（5）在上述研究的基础上，通过对研究过程中所遇到的问题进行总结，研究开发了半潜式平台深水锚泊动力学分析系统软件，可快速求解得到平台的平均位移，节省了设计人员的精力，提高设计效率，对我国海洋装备工程的发展具有重要意义。关键词半潜式海洋平台；锚泊系统；锚泊动力学；AQWA；iSIGHT；优化I万方数据

5、江苏科技大学工学硕士学位论文II万方数据AbstractAbstractSemi-submersibleoffshoreplatformsisanimportantcarrierfortheexplorationandexploitationofmarineoilandgasresources,itsmooringpositioningsystemisoneofthekeytechnologies,whiletheanalysisanddesignofmooringpositioningsystemcannotbeignore

6、dfortheoffshorefloatingstructuresinthedesignprocess.Inthispaper,the1500mdepthofsemi-submersibleoffshoreplatformsandthemooringsystemweretakenforthestudy.ThefrequencydomainandtimedomaincouplinganalysisofthetargetplatformwereanalyzedbyusingdynamicsoftwareANSYS/AQWA,and

7、theoptimizationofthemooringsystemwasstudiedbyusingjointmultidisciplinarydesignsoftwareiSIGHT,andthebestpositioningcontrolstrategyfortheplatformwassought.Basedonthisresearch,themooringsystemsoftwarefordynamicanalysisforthesemi-submersibleoffshoreplatformwasdeveloped.

8、Specificstudycontentisasfollows:(1)Hydrodynamicanalysistheoriesofoffshorestructureswasexplained.Themarineenvironment(suchaswind,wavesandcu