基于NSGA-Ⅱ算法的SPAR平台系泊系统截断试验研究

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1、分号：密类ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于ＮＳＧＡ－ＩＩ算法的ＳＰＡＲ平台系泊系统截断试验研究硕士研究生：付森指导教师：康庄教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：孙丽萍教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于NSGA-II算法的SPAR平台系泊系统截断试验研究硕士研究生：付森指导教师：康庄教授学位级别：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

2、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.EngResearchontruncationofmooringsystemonSPARplatformbasedonNSGA-IICandidate:FuSenSupervisor:Prof.KangZhuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:DesignandConstr

3、uctionofNavalArchitectureandOceanStructureDateofSubmission:December,2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity基于NSGA-II算法的SPAR平台系泊系统截断试验研究摘要随着人类开发海洋的步伐逐渐迈向深海海域，SPAR平台由于其良好的作业性能和强大的功能，被视为下一代深海油气生产和开发的主力平台。目前国内外学者也在对SPAR平台的

4、各项内容进行研究，其中由于模型试验水深和实际作业水深无法直接通过缩尺比联通，所以对其系泊系统进行等效水深截断设计具有实际意义。本文以SPAR平台及其系泊系统作为载体，在频域内对其进行水动力分析，以此作为分析的基础，并使用时域分析软件AQWA计算SPAR平台的静力特性和时域运动响应。等效水深截断设计中，使用NSGA-II优化算法基于截断前后静力特性相似进行截断设计，以700米的截断水深模拟2000米水深的平台运动和系泊系统的受力情况。优化系泊线长度、单位长度湿重、EA值等参数，快速、精准的得到截断系泊线

5、的各项参数，并以1:70的缩尺比进行水池模型试验研究。模型试验包括SPAR平台的自由衰减试验、RAO试验和不规则波模型试验。以实际的模型试验得到的数据为基础，验证数值计算的准确性。最后根据二者之间数据的差异，进行数值重构和数值外推，得到最终结果。截断设计作为海洋工程中试验中非常重要的一个环节，起到连接前期全水深数值计算和后期模型试验的过度作用。本文基于NSGA-II方法的系泊系统截断设计可以快速、准确的找到截断系泊系统的最优解；同时文中模型试验的方法和结果可靠准确，可以为相应的工程设计或是理论研究提供

6、一定的参考。关键字：NSGA-II;SPAR;截断设计;模型试验基于NSGA-II算法的SPAR平台系泊系统截断试验研究ABSTRACTWiththepaceofoceandevelopmentgraduallyintothedeep-seawaters,duetoitsgoodjobperformanceandpowerfulfeatures,SPARwasregardedasthenextgenerationplatform,whichisusedfordeep-seaoilandgasprodu

7、ctionanddevelopment.Atpresent,domesticandforeignscholarsarealsostudyingthiskindofplatform.Inthispaper,SPARplatformanditsmooringsystemaretakenasthecarrier.First,hydrodynamicanalysis,asthebasisofanalysisofmotionresponse,iscarriedoutinthefrequencydomain,th

8、enusethetimedomainanalysissoftwareAQWAtocalculatethestaticcharacteristicsandtimedomainresponseoftheSPARplatform,layingthefoundationforthenexttruncateddesign.Intheequivalentwaterdepthtruncationdesign,usingNSGA-IIoptimizationalgori