浮筒锚泊系统受力分析及其仿真

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1、分类号：UDC：密级：编号：工学硕士学位论文1IIIII,I／111111111／1111111111111111111111,11IIIIllIY1437935浮筒锚泊系统受力分析及其仿真硕士研究生：王道能指导教师：丁勇教授学位级别：工学硕士学科、专业：流体力学所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2008年1月论文答辩日期：2008年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学哈尔滨T程大学硕+学位论文摘要浮筒锚泊系统是指由浮简等浮力器件和悬链线共同组成的锚泊系统。浮筒锚泊系统的浮力器件不仅能托起锚泊线自身重量使之适应深海域，还能有效改善锚泊系统的动张力。本文引进了浮筒协调方程，采用有限差分法计

2、算锚泊线动力控制方程，并对在大型软件里适用性作了初步分析。在浮筒系泊系统的静力分析中，用经典悬链线理论建立了带有浮筒的锚泊系统静力模型，并对浮简这个突变点进行受力分析，建立了在忽略海洋环境力作用下浮筒锚泊系统的基本静力方程，并推导给出了N个浮筒作用下的锚泊系统静力方程。该方程还未发现有资料给出，因此该方程的得出极大地方便计算浮简锚泊系统的初始状态，为动力分析奠定基础。在动力分析中，从锚泊线动力控制方程入手，再根据浮筒的受力分析，得到浮筒的动力控制方程，然后相应地把锚泊线动力方程和浮筒动力控制方程相协调起来，建立完整的浮筒锚泊系统方程，最后采用数值方法，编制程序，在时域内计算了锚泊线受力

3、情况。计算表明，在不同的波浪周期下锚泊线上的动张力有所不同。由于在软件里计算有方便简洁的优势，本文在大型软件ABAQUS／AQUA中对浮筒锚泊系统模型进行了简化建模分析，提出了浮筒的简化原则。并对在建模过程中碰到的问题进行了总结，得出了浮筒锚泊系统建模的几个关键要点，最后研究了在波流耦合作用下浮筒锚泊系统的动力响应，选取了AIRY波对浮筒锚泊系统进行了时域分析，比较精确地模拟了锚泊线的受力状况。计算结果表明浮筒能明显地减少锚泊线动张力，但位移较大。关键词：锚泊系统；浮筒；动力分析；时域分析：ABAQUS／AQUA哈尔滨T程大学硕+学位论文Mooringsystemwithbuoysma

4、kesupofbuoyancydevicesandcentenarianline．Buoyancydevicesnotonlypickuptheweightofmooringlines，butalsoimprovethedynamictension．Thispaperintroducesintocompatibilityequationofbuoysandadoptsfinitedifferencemethodtocalculatedynamiccontrolequationofmootingline，thenmakesthepreliminaryanalysisinlargesoft

5、ware．Underthestaticanalysisofmootingsystemwithbuoys，thestaticforcemodelisfoundedbyclassiccatenary’Stheory．Andtheabruptjunctionisanalyzed，andthenthebasicstaticforceequationwhichcontainsmanybuoysisfoundedwithouttheactionofforceOCeanenvironment．Thisequationwhichhasnotbeenfoundinotherpapers,isgivenO

6、UttOcalculatemooringsystemwithbuoyseasily,andisreadyforthedynamicalanalysis．Whendynamicalanalysis，dynamicalcontrolequationofbuoyisgivenoutfTomdynamicalcontrolequationofthemooringlineandtheinternalforceanalysisofbuoy．Thenthedynamicequationofmooringlineandbuoyaleharmonized．Atlastnumericalmethodisu

7、sedandcomputercodeisprogrammed．Thedynamicanalysisismadeattimedomain．Theresultindicatesthatthedynamictensionisdifferentatdifferentwaveperiod．Owingtotheconvenientandcompactadvantage，thispapersimplifymodelinganalysestomooringsy