FPSO型采油平台波浪漂移力的分析研究

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1、第29卷第12期哈尔滨工程大学学报Vo1．29№．122008年12月JournalofHarbinEngineeringUniversity【)ee．2008FPSO型采油平台波浪漂移力的分析研究王科，许旺(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024)摘要：波浪平均漂移力是指由于波浪的一阶运动产生的二阶波浪力．对于系留状态的船型采油平台FPSO系统，不同波向波浪作用下、FPSO系统所受到的纵荡、横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力是设计其锚泊系统的重要依据．为了计算FPSO系统一阶波浪辐射和绕射问题，采用高阶边界元方法并考虑FPSO形状的对称性；波浪平均漂移力则运用近场解法

2、在湿表面上直接进行压力积分获得．与常数单元方法相比，该方法具有很高的精度，特别是对于高频波浪能得到可靠的收敛解．关键词：FPSO系统；波浪平均漂移力；高阶边界元方法；近场解法中图分类号：U661．32文献标识码：A文章编号：1006—7043(2008)12—1261—05StudyofwavedriftforcesaffectingFPSOsystemsWANGKE。XUWangStateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，Chin~

3、Abstract：Meanwavedriftforcesandmomentsaresecondorderderivativesofwaveamplitudeandcanbecomputedfromquadraticproductsoffirst—orderquantities．Theiraffectsarethesurge，swayandyawcausedbywavedriftforcesandmomentsformooredFPSOsystems．Tosolvefirstorderradiationanddif—fractionproblems，3higherorderboundaryele

4、mentmethod(HOBEM)wasappliedandsymmetrywasconsideredtocalculatethehydrodynamicinteractionswithFPS()systems．Thesecond—orderwavedriftforcesandmomentsaffectinganFPSOwerecomputedbythenear-fieldmethodbasedondirectpressurein—tegration．Comparedtoresultsobtainedthroughtheconstantmethod，thecurrentalgorithmhas

5、higherac—curacyandcanconvergesteadilyevenforhighfrequencywaves．Keywords：FPSOsystems；meanwavedriftforcesandmoments；higher—orderboundaryelementmethod；nearfie1dmethodFPSO系统(floatingproduction，storageand对FPSO，一般认为波浪漂移力水平方向3个分offloadingsystem)是海洋石油工业集油气生产、量，即纵荡、横荡和首摇漂移力最为重要，一般工储存、外输、生活、动力于一体的海上油气处理大程上设计锚

6、泊系统以此为准．由于FPSO系统是一型设施，目前已成为海上油气田开发的主流生产方种极为重要的海上结构，在设计该类结构时必须保式．FPSO系统需要锚泊在某一固定区域进行长时证其在任何情况下都有足够的安全性，FPSO外荷期生产作业．目前关于FPSO锚泊系统水动力特性载计算应力求准确．关于作用在船舶上的波浪水动方面的研究主要集中在计算FPSO的荷载、运动响力计算方面，国内外许多学者利用线性绕射分析理应以及由之产生的波浪漂移力上．波浪漂移力表示论对FPSO进行了计算，其一阶运动及波浪力的计的是波浪产生的持续的平均波浪阻抗，为二阶量．算结果可用于初期FPSO设计ll2]．但是对于平均漂移力的结果分析显示

7、基于常数单元的算法在某些收稿日期：2007—12—20．方向整体精度不高，数值收敛效果不佳，存在不规基金项目：教育部归国留学人员启动基金资助项目(教外司留则的数值震荡．为了解决平均漂移力计算精度不高E2oo7]24号)．作者简介：王科(1970一)，男，讲师，博士，E-mail：kwang@的问题，引入高阶边界元方法并考虑FPSO形状的dlut．edu．cn．·1262·哈尔滨工程大学学报第29卷