深水多功能半潜式平台系泊系统设计的若干问题研究

深水多功能半潜式平台系泊系统设计的若干问题研究

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时间:2019-05-12

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1、上海交通大学博士学位论文深水多功能半潜式平台系泊系统设计的若干问题研究姓名:余龙申请学位级别:博士专业:船舶与海洋结构物设计、制造指导教师:谭家华20050401铺泊线的优化设计分析新模型。研究多目标函数模型的求解方法,分别采用多目标优化和遗传算法优化方法选择出最佳模型参数,将之应用于设计实例。最后,将这。模型与锚泊系统设计过程结合,引入图谱设计方法提高求解效率,对南海2号半潜式平台的锚泊系统的深水改造进行分析求解,得到有益结论。此方法已经申请国家发明专利,申请号为:200410024881.7,公开号为:1583504。3.锚泊线与海底接触的有限元建模及求

2、解针对锚泊线与海底接触的非线性问题,本论文建立了锚泊线与海底接触的有限,二模型,求解非线性方程得到水中锚泊线的空问形态和应力分布数值,并分析了导缆孑L的应力随时间的变化。对于单一成分和多成分锚泊线进行比较和分析,分别采用弹塑性或弹性的土体本构模型对海底基础建立了有限元分析模型。通过加入动态环境力,分析和比较海底的摩擦、海底弹性模型和弹塑性模型对锚泊线动力、位移的影响。全面的分析锚泊线横、纵剖面方向锚泊线与海底接触引起的应力和变形,为锚泊线的设计提供有益的分析方法和结论。4.锚泊线的动力分析单根锚泊线和锚泊系统的整体动力响应是锚泊系统设计的重要分析内容。忽略海

3、底摩擦的影响,本论文根据设计波方法提出了一种进行锚泊线动力分析的时域方法。用于对称式布置的锚泊线的动张力和空间位移的计算,并对其结果进行分析。对多成分锚泊线和单一成分锚泊线的动张力和导缆孔的位移进行分析和比较,为多成分锚泊线的动张力分析提供一种效率较高的实用方法。5.考虑平台运动的锚泊系统动力分析海洋平台在外载荷作用下的运动对锚泊系统的张力和位移的影q目分析是⋯个相当复杂的非线性问题。本文考虑锚泊系统导缆孔处半潜式平台的运动,根据锚泊系统设计的需要,忽略阻尼和粘性,考虑锚泊系统和浮体受海浪和海流作用时锚泊系统的张力和位移。对迎浪和浪后的锚泊线的张力和位移作详

4、细的分析。6.多成分锚泊系统分析策略的建立总结论文中对多成分锚泊系统设计中的几个关键设计问题,比如初步设计阶段的多成分锚泊线的优化设计研究;对锚泊线与海底接触的非线性问题分析;以及考虑平台运动后的锚泊线动力计算研究成果,借鉴传统锚泊系统设计的过程,本论文将这些研究成果应用于实际的系泊项目——“南海2号”半潜式平台系泊系统的深水改造设计,综合整理提出深水多成分锚泊系统的系统分析和计算的过程。锚泊系统的设计目标是根据任务书的要求,在满足规范要求的酶提’卜,结合锚泊系统静动力分析的结果,确定最合适的锚泊系统的相关设备和锚泊线的组成成分。多成分锚泊线组成的锚泊系统的

5、研究是一个新的领域。本论文立足于实际H工作,从设计任务要求出发,针对锚泊系统设计中的非线性问题,进行了一系列的研究:研究了初步设计阶段,锚泊系统的组成成分相关参数的优化选择方法;研究了海底与锚泊线接触的交互作用,以及不同的海底模型对锚泊线张力和位移的影响;研究并建立了一种求解锚泊线动力的时域方法,并考虑了平台运动的影响。本论文最后将这些研究成果应用于实际深水半潜式平台系泊系统的设计,整理了相关的设计过程。本文为我国深水平台定位的相关研究提供了借鉴,具有一定的参考价值,也为将来的更进一步的研究作出了有益的探索。关键词多成分锚泊线悬链线理论多目标优化有限元海底接

6、触动力分析ResearchesonDeepWaterMooringSystemDesignforMulti-purposeSemisubmersibleABSTRACT0ceauscontainabundantresources,whereoil&gasproductionhasbeenexploredfordecades.Forinstance,MexicoGulf,NorthSea,PersianGulf,NorthAfricaandSouthChinaSeaareregardedassignificantproductionfieldsinacadem

7、icresearchesandpracticaloperations.Nowadays,theexplorationandproductionofoil&gasintendtodeeperseawith1000~3000mdepthsinMexicoGulf,Brazil.WestAfrica.NorthAtlanticandNorwegianSea.Chinahasamplitudecontinentalshelveswithplentyofoil&gasresourcesAccordingtOexplorationrecord,oilfieldsfori

8、ndustryarefoundinBohaiSea.

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