半潜式平台结构砰击响应与强度评估

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文半潜式平台结构砰击响应与强度评估硕士研究生：杨秋霞指导教师：冯国庆教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheSlamming-responseAnalysisandStrengthEvaluationforSemi-submersiblePlatformCandidate:YangQiuxia

2、Supervisor:Prof.FengGuoqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureAndOceanStructureDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关

3、观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保

4、存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（在授予学位后即可在授予学位12个月后解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日半潜式平台结构砰击响应与强度评估摘要分析历年来海洋平台事故发生的原因，其中一个十分关键的因素就是海浪的砰击效应。为保证海洋平台能够安全、长期地完成海上作业，有必要对波浪砰击载荷的产生原因和作用机理进行系统地研究。文章以半潜式981平台为例，基于DNV规范，研究在

5、北大西洋百年一遇海况下，波浪对海上结构物的砰击效应，研究对象分别为平板结构，圆柱结构，半潜式平台结构。基于砰击载荷，利用静力分析和瞬态动力学分析两种方法，对半潜式平台结构强度进行评估分析。本文主要内容如下：1.构造实尺度的流体域模型，基于DNV规范，确定了三阶斯托克斯波波浪理论。基于有限体积法，利用fluent软件建立相应的数值水池，利用明渠造波和边界速度造波两种方法，分别得到了稳定的波浪场，所得波形的数值解与理论解相吻合。2.分别构造二维平板结构和三维圆柱体结构的流体域模型，数值模拟在迎浪规则波作用下，平板和圆柱体在固定条件下，两者的波浪砰击响应。计算结果表明，波浪

6、砰击载荷具有周期性和脉冲性的特征，同时，载荷周期与波浪周期保持一致。3.构造半潜式平台结构的流体域模型，利用动网格技术数值模拟平台的砰击响应，实现平台在垂荡和纵摇两个自由度上的运动。相比于固定条件下的三维平台结构，平台片体结构在垂荡、纵摇两自由度运动的情况下，波浪砰击压力特征曲线出现双峰，并且砰击压力值要小一些。4.考虑在砰击载荷的作用下，基于静力学分析和瞬态动力学分析两种方法，校核半潜式平台结构的局部强度。计算表明，瞬态动力分析下的平台立柱结构响应几乎是静力分析结果的三倍，因此，瞬时动力分析方法对结构薄弱环节的预见性更强。关键词：半潜式平台；砰击响应；结构强度；有限

7、体积法；数值模拟哈尔滨工程大学硕士学位论文半潜式平台结构砰击响应与强度评估AbstractAmongthecausesofmarineplatformaccidentsovertheyears,oneofthemostcrucialfactoristheslammingeffectofwaves.Inordertoensurethesafeandlong-termworkofthemarineplatformatsea,itisnecessarytosystematicallystudythecauseandmechanismofthewavesla