系泊Spar平台波浪中耦合运动的数值模拟及模型试验.pdf

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1、第20卷第1～2期2016年2月船舶力学JournalofShipMechanicsV01．20No．1—2Feb．2016文章编号：1007—7294(2016)01—0068—09系泊Spar平台波浪中耦合运动的数值模拟及模型试验韩旭亮，段文洋，马山，许国春(哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001)摘要：为了研究恶劣环境载荷引起海洋结构物的非线性运动响应，文章基于三维时域格林函数理论，提出了采用时域物面非线性理论方法直接模拟系泊浮体时域耦合分析所需的水动力，建立了系泊浮体波浪中时域耦合运动的数学模型。该方法充分考虑了每时每刻浮体在瞬态波面下湿表面的变化，并计及平均水线面下瞬时

2、空间位置的改变，系统研究了系泊Spar平台波浪中的耦合运动响应及系泊线张力。最后，将数值模拟结果与模型试验结果进行了比较，计算结果令人满意。关键词：时域格林函数；耦合运动；模型试验；非线性水动力；势流理论中图分类号：U661．1文献标识码：Adoi：10．39696．issn．1007—7294．2016．h1．008Numericalsimulatiandexperimentalstudythecoupledericalsimulationandperimentalstuav0nmononresponseor-amooringSparpIaU0rmlnWaVeSJ●n●一lJ●●●HA

3、NXu-liang,DUANWen-yang,MAShah，XUGuo-chun(Co]legeofShipbuildingEngineering,HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Inordertoconsiderthenonlinearmotionresponse0loffshorestructureundercomplicatedenvi-mnmentalloads，thispaperpresentsthebodynonlinearapproachintimedomain，basedonthethree-

4、di-mensionaltransientGreenfunctiontheory，whichwasextendedandappliedtodirectlysimulatethehydro-dynamicproblemofamooringfloatingbodyinwaves．Alsothemathematicalmodelofthecoupledmotionresponseofamooringfloatingbodyinwavesisestablishedintimedomain．Theeffectcausedbythewettedsurfaceundertheinstantaneous

5、wavesurface，andbytheexactwettedbodypositionunderthemeanwater—lineisfullytakenintoaccountateachtimestep．ThenitisintroducedtosystematicallyinvestigatetheCOU—pledmotionresponseandmooringforcesofamooringSparplatforminwaves．Finally，thenumericalsimu—lationresultsarepresentedandcomparedwiththemodeltestr

6、esults．Satisfactoryagreementsareachieved．Keywords：TransientGreenfunction；coupledmotionresponse；modeltest；nonlinearhydrodynamic；potentialflowtheory0引言随着能源的需求量急剧增加，海洋资源的开发范围和空间规模不断扩大。现在已经探测的海洋石收稿日期：2015—08—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(51079032)；国家自然科学基金资助项目(51109040)作者简介：韩旭亮(1985一)，男，博士研究生；段文洋(1967一)，男，教授，博

7、士生导师，E—mail：duanwenyang@hrbeu．edu．en；马山(1976-)，男，副教授，硕士生导师；许国春(1985-)，男，博士研究生。第1-2期韩旭亮等：系泊Spar平台波浪中耦合运动的⋯油80％的存储量在水深500m以内，而全部海洋90％以上的水深却在200-6000m之间，海洋油气开发特别是深海海域的油气资源开发已成为世界能源开发的主要领域。深水浮式结构物作为主要支撑平台在深海油气开发中发挥着重要的作用。然