深水半潜式平台系泊系统时域研究.pdf

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1、第31卷第1期中国海洋平台V01．31No．12016年02月CHINA0FFSHOREPLATFORMFeb．，2016文章编号：1001—4500(2016)01一0034一08深水半潜式平台系泊系统时域研究姜宗玉1，崔锦1，董刚1，刘婕2，王爱(1挪威埃捷利海洋工程集团，上海201206；2挪威船级社，奥斯3中国船级社天津分社，天津300457)钲3’。一陆1363；摘要：基于三维势流理论，运用时域动力耦合分析方法，对一座半潜平台系泊系统进行时域分析。模拟计算了不规则波中半潜平台的一阶波频运动、二阶慢漂运动以及系泊缆张力响应，并给出相关历时曲线数据。计算显示，系泊缆张力与半潜

2、平台水平运动联系紧密，在水平自由度内，平台二阶慢漂运动的运动幅度要大于一阶波频运动幅度，对于半潜平台系泊系统模拟，二阶慢漂运动是影响锚泊系统的主要因素。关键词：半潜式平台；系泊；二次传递函数；时域；慢漂运动中图分类号：P751文献标识码：ATime—domainInVestigationforaMooringSystemofSemi—submersibleJIANGZong—yul，CUIJinl，DONGGan91，LIUJie2，WANGAi-jun3(1．AgilityGroup(China)Ltd，Shanghai201206，China；2．DetNorskeVerita

3、s，0slo1363，Norway；3．ChinaClassificationSociety，Tianjin300457，China)Abstract：Baseon3Dpotentialtheory，acoupleddynamicapproachisappliedtosimula—tingamooringsystemofsemi—submersibleinrandomsea．Thewave—frequencymotion，slowvaryingoscillationandmooringlinetensionofthesemi—submersibleiscalculatedandpr

4、esen—tedwithdurationcurves．Thecalculationresultindicatesthatthemooringlinetensionistightlycoupledwithhorizontalmotionsofplatformandthecoupnngapproachissignificant．Theamplitudeofhorizontalslowvaryingoscnlationisdistinctlylargercomparedtotheampli—tudeofhorizontalwave—frequencymotion．Theslowvaryi

5、ngoscillationisoneessentialfactortothesimulationofmooringsystem．Keywords：semi—submersible；mooring；QTF；timedomain；slowvaryingoscillationO引言系泊定位是半潜式平台、FPSO等多种浮式海洋结构物广泛应用的定位形式，常用于水深范围在100m～1500m之间的水域，近几年聚酯纤维等新材料锚缆的使用已将系泊系统的适用水深范围扩展至2ooom。根据分类方法不同，系泊系统可分为分布式／单点式、悬链式／绷紧式、移动式／固定式等多种形式。浮式结构物在波浪载荷作用下产

6、生波频运动以及二阶慢漂运动，风和流载荷也会推动浮式结构物偏离井口位置，系泊系统依靠系泊缆的拉力抵御以上环境载荷，将浮体的水平位移限制在一个可接受的范围内。因此，系泊问题需要从两方面研究：一是研究浮体在防浪流联合作用下的运动响应；二是研究系泊缆在浮体收稿日期：2014一09—22作者简介：姜宗玉(1981一)，男，工程师。第1期姜宗玉，等深水半潜式平台系泊系统时域研究·35·运动以及环境载荷作用下的动力响应。随着水深的增加，系泊系统的动力学特性以及系泊缆阻尼对浮体运动的影响愈加显著，需要将两方面计算耦合分析，以求出更加精确的计算结果口]。Maruo[23提出基于流体动量守恒的远场方法

7、计算水平方向平均漂移力。Newman[33提出Newman近似方法，直接利用平均漂移力系数近似求出“非对角线”的二阶传递函数值，这种方法不需求解二阶速度势，因而大大降低了计算量。Faltinsen和Loken[41通过求解全二阶传递函数，计算了不规则波中水平无限长圆柱的慢漂力，并将该文计算方法的结果和Newman近似方法的结果进行对比。Pinkster[朝完成了二阶慢漂力的计算理论研究，完全考虑了一阶速度势和运动的影响。Hemans[6]总结了二阶慢漂力和漂移阻尼的计