基于离散复合形法的FPSO混合模型试验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于离散复合形法的FPSO混合模型试验研究硕士研究生：贾五洋指导教师：宋儒鑫教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：闫发锁副教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于离散复合形法的FPSO混合模型试验研究硕士研究生：贾五洋指导教师：宋儒鑫教授学位级别：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:ADisse

2、rtationfortheDegreeofM.EngInvestigationonHybridModelTestingbasedontheComplexMethodforDiscreteVariablesCandidate:JiaWuyangSupervisor:Prof.SongRuxinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureDateofSubmission:Ja

3、nuary,2018DateofOralExamination:March,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

4、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

5、、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于离散复合形法的FPSO混合模型试验研究摘要在进行海上浮体锚泊系统设计时，需在试验水池中进行模型试验以对浮体的运动响应和系泊缆受力进行合理预测。而随着海洋油气开发走向深海，原有的水池尺寸难以满足全水深模型试验的要求，混合模型试验是解决该问题的有效途径，其方法为：模型试验时根据水池深度和缩尺比将系泊缆从特定位置处截断，并用特定方法对截断点处的运动进行模拟，根据模拟方式不同，混合模型试验可分为主动式混合模型试验和被动式混合模型试验，被动式混合模型试验以其技术简单、成本较低的优点得到广泛应用。在

6、被动式混合模型试验中，合理的截断设计至关重要，其目的是通过调整系泊缆的长度、刚度和湿重等参数使系泊系统在截断水深和全水深具有相似的运动特性。本文利用Matlab语言编写了系泊系统总体静力特性分析程序，然后用离散复合形法对截断系泊系统进行优化设计，使截断水深和全水深系泊系统的静力特性尽可能相似，本文主要研究内容如下：首先，基于三维势流理论和相关的环境载荷计算方法在水动力计算软件AQWA中对全水深FPSO进行频域分析和时域分析，得到浮体在全水深、不同方向和海况下的运动响应和系泊缆受力，然后通过静力分析得到系泊系统静态下的位移-回复力特性，为截断系统优

7、化设计和系泊系统静力特性程序校核提供参照。然后，根据基于解析法的悬链线方程，进行单根单一成分有弹性系泊缆和多成分张紧式系泊缆的位移-回复力静力特性分析，进而得到系泊系统总体位移-回复力特性曲线，用Matlab编写系泊系统总体静力分析程序，与AQWA软件自带的静力分析功能进行比较，验证程序合理性，并用离散复合形法进行基于静力相似的截断系泊系统优化设计。最后，根据截断设计结果和试验缩尺比进行船体、系泊缆和立管模型的制作，并进行FPSO的不规则波模型试验，得到浮体在不同角度和海况下的运动响应和系泊缆受力。并通过数值计算和模型试验方法分析对比了立管系统存

8、在与摘除时浮体的运动响应和系泊缆受力，对立管系统的存在对系泊系统的影响进行了预测和量化。总之，系泊系统截断设计的成功与否直接影响到模型试