深水半潜平台波浪载荷模型试验研究.pdf

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1、第39 卷第 11 期舰船科学技术Vol. 39, No. 112017 年 11 月SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGYNov. , 2017深水半潜平台波浪载荷模型试验研究蒋彩霞，王辉，胡嘉骏，徐春(中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082)摘要:波浪载荷作为海洋平台在生命期内最重要的载荷形式，正确评估海洋平台的波浪载荷对结构的安全性具有重要意义。本文对一座深水半潜平台的波浪载荷进行模型试验和数值计算验证研究，模型缩尺比为1∶40。采用三维势流理论对半潜平台的波浪载荷进行数值

2、仿真验证计算。验证结果表明本次模型试验方法较好地模拟了半潜式平台所承受的波浪载荷，其研究成果，可为半潜平台的设计提供支持。关键词：半潜平台；波浪载荷；模型试验中图分类号：U661.1          文献标识码：A文章编号：1672 – 7649(2017)11 – 0100 – 05         doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.11.019Waveloadmodeltestinvestigationofdeepseasemi-submersiblepla

3、tformJIANG Cai-xia, WANG Hui, HU Jia-jun, XU Chun(China Ship Scientific Research Center, Wuxi 214082, China)Abstract: Wave load as the most important load form of offshore platforms whole life, properly assess the wave loadson offshore platform safety i

4、s great significance. Wave load model tests and numerical calculation on a deepwater semi-sub-mersible platform were carried out with model scale ratio 1∶40. Using three-dimensional potential flow theory the numeric-al simulation of wave load for semi-s

5、ubmersible platform was calculated. The results show that this model test method canget real character of wave load, and the research results may be helpful for semi-submersible platform designer.Keywords: semi-submersible platform；wave load；model test0

6、     引　言频载荷。而波浪载荷是平台所受环境载荷的主要部分[4]。波频载荷是直接作用在平台浮体、系泊和立管目前，随着全球人口的不断增长，陆地资源和能上并引起平台一阶波浪运动的波浪循环载荷，出现频源日趋紧张，各国都把发展的方向和趋势转向占地球率较高，在平台构件力和系泊系统力中占主要成分，表面积71%的海洋上，并逐渐形成了投资高、风险其波浪周期一般介于5～20 s之间，是平台强度分析、大、高新技术密集的能源工业新领域。而深水半潜式结构设计与安全评估中一个非常重要的载荷，正确计平台有着特殊的结构形式，水

7、线面积小，在对波浪和算和评估波浪载荷对结构安全性具有重要意义[5]。海流的响应方面有着良好的性能[1]，作为海洋油气开目前各大船级社规范均规定半潜平台的波浪载荷估算发重要装备形式之一，目前已经成为国际上深海勘探的主流装备形式。由于世界上的深水油田多分布在环需通过基于三维水动力理论的设计波法进行预报[6–8]。境恶劣的海域，且半潜式平台与一般航行船舶不同，与船舶类似，试验手段对于了解半潜平台在海浪中的在遇到恶劣海况时不能规避，因而在结构设计阶段必运动和载荷特性具有重要意义，水池模型试验仍然是须要考虑其在

8、生命期内可能要遭遇的海况，要具备足最易操作和经济的试验手段。但就目前的资料显示，够的强度，以保障平台上人员及设备的安全[2,3]。深水平台的水池试验目前大多集中在运动方面的测量，波浮式平台系统承受的风、浪、流等环境载荷，按频率浪载荷的试验非常少，其主要原因在于平台波浪载荷带可划分为平均环境载荷、波频载荷、低频载荷和高及测量系统的复杂性。收稿日期:2017 – 01 – 09；修回日期: 2017 – 07 – 10基金项目:国家自然科学基金资助项目(51