波浪作用下半潜平台近场干涉问题的研究

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1、第28卷第6期中国海洋平台Vo1．28No．62013年12月CHINAOFFSHOREPLATFORMDec．，2O13文章编号：1001-4500(2013)06—0038—07波浪作用下半潜平台近场干涉问题的研究蒋安，汪学锋，李欣(上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200030)摘要：采用势流理论的方法对波浪作用下半潜平台周围近场干涉问题进行了预报。研究发现。波浪的近场干涉现象的确存在，其在波浪入射角为45。左右时产生，最大波面升高点位于两边立柱的内侧区域。最大升高值达到了入射波高的3．3倍，较平常的最大值2．5倍有较大提高。干涉现象发生时，并不是所有位置点都有很大的

2、波面升高，而是在特定点产生了局部极大值。前后两个立柱的迎浪点和背浪点没有出现很大的波面升高。而是在其两侧产生了峰值点。结论表明半潜平台近场干涉问题的研究对平台气隙研究具有很重要的参考价值。关键词：近场干涉；半潜平台；势流理论中图分类号：P75l文献标识码：AResearchforNearTrippingofaSemi—submersiblePlatformunderWaterWavesJIANGAn，WANGXue—feng，(StateKeyLaboratoryofOceanEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai20003

3、0，China)Abstract：Forthephenomenonofneartripping，whichoftenhappenswithfour—cylinderstructureunderwaves。thispaperresearcheditsexistenceandcharacteristicsbyasemi—sub—mergedplatform．Theresultsshowitindeedhappenswiththeplatform，andtherelativeincidentwaveangleisabout45。，andwavefrequencyisabout1．55r

4、ad／s．Thebiggestrun—upap—pearsintheinnersideofthetwocylindersofthetwosidesandthevaluereached3．3timesoftheheightofrelativeincidentwave，whichismuchbiggerthanregularrun—upvalue．There—sultSindicatethatthephenomenonofneartrippingisimportanttotheresearchofairgap．Keywords：neartripping；semi—submergedp

5、latform；potentialtheory0引言作为半潜平台设计过程中要考虑的关键问题之一，波浪的近场干涉问题是多柱式平台的常见现象，并且在四立柱平台结构中已多次验证其存在性，该非线性现象将引起非常大的波面升高，并导致立柱上的波浪力及压强的显著增大，甚至将使气隙为负值，若气隙为负值，则波浪直接砰击甲板，可能造成严重的结构破坏，甚至导致平台倾覆。因此有必要对半潜平台立柱间的近场干涉问题进行研究。波浪的近场干涉是近年来海洋工程界发现的新问题，国内外针对该现象的研究并不多见。Simon等收稿日期：2012—07—10基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2008AA09A

6、108)；国家教育财政部重大项目(ZXZY019)。作者简介：蒋安(1988一)，男，硕士研究生。第6期蒋安，等波浪作用下半潜平台近场干涉问题的研究首先提出波浪干涉问题，此后，一些国外学者对其进行了证明和研究一引。在国内，姜胜超首次针对于四柱结构的干涉现象进行了研究和分析。而目前针对半潜式平台的波浪干涉问题的研究还基本处于空白状态。因此，通过拟采用势流理论的方法，针对半潜式平台的波浪干涉问题进行详细研究，验证半潜式平台波浪干涉现象的存在，并对其发生时所对应的入射波浪方向、波浪频率以及发生位置进行了考察，进一步分析立柱以及平台周围的波面分布情况，从而获得半潜式平台的干涉现象发生的规

7、律以及避免措施。1数值预报的理论基础基于自由面Green函数方法的线性频域理论，是分析船舶与海洋工程在波浪上运动响应最常用的方法，按照线性势流理论，对船体周围的流场总速度势(z，Y，z，)取一阶近似，其可表示为：(，，，)一Re{T(z，Y，)C-)(1)式中：(z，Y，z)为空间复速度势，其可进一步分解为入射波势、绕射势和辐射势，如式(2)所示：了、(z，Y，)一I(z，Y，)+D(z，Y，)+R(z，Y，)(2)入射波势为已知，由于所指平台固定，所以辐射势一0。绕射势则满足下