软刚臂单点系泊系统系泊力计算两种方法对比.pdf

《软刚臂单点系泊系统系泊力计算两种方法对比.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第47卷第1期船海工程Vol.47No.12018年2月SHIP&OCEANENGINEERINGFeb.2018DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2018.01.029软刚臂单点系泊系统系泊力计算两种方法对比余骁，王允，李慧(武汉第二船舶设计研究所，武汉430064)摘要:为比较软刚臂单点系泊系统系泊力计算中的两种不同方法，运用ANSYS-AQWA软件，基于三维势流理论基础，应用源汇分布法，分别采用频域和时域方法，计算某FPSO的运动响应和系泊力，讨论了两种方法的优缺点。频域方法基于准静态，按照CCS规范进行，方法简单，误差较大，适用于初步方案

2、设计阶段；时域动态方法基于多体动力学，充分考虑系泊系统的结构形式及其动力项对FPSO运动性能的影响，对FPSO及系泊系统进行耦合分析，能更好的预报系统的运动响应和系泊力，适宜在详细设计阶段使用。关键词:单点系泊;软刚臂;频域计算;时域计算中图分类号:U661.7文献标志码:A文章编号：1671-7953(2018)01-0129-05浮式生产储油船％FPSO)以其投产快、投资情况[56]。目前还没有人比较过准静态方法和时低、适应水深范围广、储油能力大以及应用灵活等域方法的优缺点及误差情况。优势被广泛应用于浅海、深海及边际油田的开软刚臂单点系泊系统系泊性能的计算极为关采[

3、1]。在船舶系泊方面，目前国外系泊产品大部键，直接影响到系泊支架、系泊刚臂以及导管架等分采用单点系泊系统。国内共有单点系泊系统结构件的设计，是单点系泊系统设计的基础。传20多套，主要与FPSO配套使用。软刚臂式单点统计算方法是基于准静态的频域计算，具有一定系泊系统由于结构简单，工作安全可靠，维修工作的局限性。在此情况下很有必要研究准静态方法量少，环境适应性较强，便于解脱等优点，在渤海与动域方的、及适用情等。海域FPSO系泊系统中得到了广泛应用。渤海油1理论概述田FPSO软刚臂单点系泊系统共计7套，其中3套是由SBM公司制造，均采用水上软刚臂结构形1.1系泊船运动式[2]

4、。单点系泊FPSO在迎浪不规则波中的运动主此前，有不少关于软刚臂单点系泊系统系泊要包括一阶波频运动和二阶低频纵荡运动。对于力计算的研究。早期系泊力的计算都是采用CCS一阶波浪力，其谱密度函数可直接根据波浪谱密规范中介绍的准静态方法，即计算定常力、一阶波度函数U(!)和波频运动传递函数IL(!)I计算浪力、二阶波浪力，线性叠加得到总的系泊力。准得到[3]静态系泊力计算的局限性较大，后来发展成采用(!)9IL(!)I25(!)⑴单根弹簧(铺链)模拟软刚臂，保证系统刚度与实对于二阶波浪力，其谱密度函数计算公式为际刚度相同，计算FPSO的运动和受力[4]。单根SF(')=8^

5、U(!+')U(«)$(!+^，《)d«弹簧简化模型不考虑三维结构，同样不够准确。(2)现在一般都是建立软刚臂三维模型模拟实际系泊式中:Uf('为波漂力谱#为差频;U(!)为波浪结构，采用时域耦合方法计算系统的受力和运动谱密度函数;$(!+'!)为波漂力幅的二次传递函数（QTF)。收稿日期"2017-04-17平均波漂力可由波浪谱密度函数U(!)和平修回日期"2017-06-11均波漂力二次传递函数$(!，！）计算得到：基金项目：国家能源局海洋核动力平台总体关键技FWD=2!0S(!)T(!，！)d!(3)术及装备研发（NY20150201)第一作者:余骁（1988—）

6、，男，硕士，工程师系泊船低频纵荡运动的最大值可按下式计研究方向：船舶水动力性能算。1292018$船海工程余骁，等:软刚臂单点系泊系统系泊力计算两种方法对比第$期第47卷频率下的二阶差频波浪载荷传递函数的实部和虚+%i=⑷部[7-8]。Ymfl/=/槡+/槡1(5)FPSO与系泊刚臂通过位于船艏的系泊支架式中!+i为低频纵荡运动标准差；！1为系统平均和系泊腿进行连接，系泊腿与系泊刚臂通过两个刚度;（为总线性化阻尼；U8(')为波漂力谱;万向节和一个旋转接头进行连接。系泊腿作为中Yf/为低频纵荡最大偏移$6为振荡次数。间结构，由于受风面积小，风载荷可以忽略，其时1.2多体

7、耦合时域运动方程域运动方程为综合考虑风、浪、流以及单点系泊系统回复力*[^(0+//(0=0(12)的联合作用，FPSO的时域运动方程为[5D]式中:*b为系泊腿质量矩阵;/为考虑结构之间>1#[M+A(s)]/(1+2(1-8)+(T)dr:相互影响的12x12的耦合刚度矩阵。.=1」01.3风、流载荷计算<+⑴⑴=n(1，2)+N(〇⑴+nm⑴风流载荷可以根据OCIMF(OilCompanyIn(6)ternationalMarineForum)规范给出的VLCC所受式中:-为FPSO的质量矩阵;；（s)为最大计算风、流载荷经验公式及