海洋工程中多浮体系统的水动力研究综述.pdf

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1、第29卷第4期中国海洋平台voI．29No．42014年08月CHlNAOFFSHOREPLATFORMAug．。2014文章编号：1001-4500(2014)04-0001—08海洋工程中多浮体系统的水动力研究综述许鑫，杨建民，李欣，徐亮(上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海瑜200240)摘要：随着深海油气开发和海洋大型装备的发展，多浮体系统越来越多地被使用。这些系统在波浪中存在着较为复杂的水动力干扰现象，在某些局部波浪会发生放大或遮蔽，从而使得其浮体问相对运动和受力的预报变得十分困难，因此对该问题的研究变得十分必要。该文对目前海洋工程中较为常见的

2、多浮体系统进行了介绍，并就国内外在多浮体系统的水动力方面的研究进行了系统的阐述，包括水动力干扰理论研究、数值模拟研究以及模型试验研究等方面，最后对该课题未来的研究方向提出建议。关键词：多浮体；水动力；相互作用中图分类号：P75文献标识码：AReviewoftheResearchonMulti—bodySystemHydrodynamicsXUXin，YANGJian-min，(StateKeyLaboratoryofOceanEngineering，ShanghaiLIXin，XULiang—yuJiaoTongUniversity，Shanghai2002

3、40，China)Abstract：Withtheexploitationofdeep—seaoilandgasanddevelopmentofmarinelargeequipment，manymulti—bodysystemsareemergingatsea。Sincehydrodynamicinteractionbe—tweeneachbodyofthesystemisverycomplex，aswellasshieldingandexaggeratingeffectofwavemotionappearinsomeareas．thesimulationo

4、frelativemotionandloadbetweeneachbodybecomesmoredifficult．Hydrodynamicsofmulti—bodysystemisbecomingoneofhottopicsatpresent．Somecommonoffshoremulti—bodysystemsarepresentedinthispaper，andacomprehensivereviewisalsointroducedabouttherecentresearchonmulti—bodysystemhy—drodynamicsinthewo

5、rld，includingtheoreticalresearch，numericalsimulationandmodeltest．Numericalsimulationincludeshydrodynamicinteractionanalysisbetweeneachbody，couplinganalysisintimedomain，calculatingthesecondorderwavedriftforce，andmodifiea—tionconsideredviscouseffect．Thesuggestionsforfurtherstudiesint

6、hisfieldareproposedaswell．Keywords：multi—body；hydrodynamics；interaction0引言近年来，随着深海资源的开发和利用，以及海洋工程大型装备不断地更新和完善，涌现出大量的多浮体收稿日期：2013—09—18基金项目：国家自然科学基金资助(50979057)。作者简介：许鑫(1988一)，男，博士生。中国海洋平台第29卷第4期结构。在这些多浮体系统中，存在两个或多个浮体，且它们之间的间距较小，从而使其周围水动力相互作用变得十分显著。多浮体系统在波浪作用下，每个浮体对波浪的作用同时也会对其他浮体造成影

7、响，某些局部波浪会发生放大或遮掩，浮体周围流体的运动变得十分复杂，尤其是浮体之间狭窄水道中流体发生共振时，非线性和粘性的作用非常明显，使得预报其浮体的相对运动和受到的流体作用力变得非常困难。为了解决上述难题，需要对多浮体系统进行深入地探索，研究多浮体在波浪中的水动力相互作用，以及在其它联结机构或装备下的耦合作用，在此基础上可对作业过程进行准确预报，最终为实际施工作业提供指导。常见多浮体系统简介目前海洋工程中常见的多浮体系统主要有：FPSO(浮式生产储卸油平台，FloatingProductionStorageandOffloadingUnits)与穿梭游轮的

8、原油外输系统、FLNG(浮式液化天然气生产装置，Fl