FPSO-LNG多体系统水动力数值计算及分析

FPSO-LNG多体系统水动力数值计算及分析

论文摘要

如何给出风浪流作用下转塔式FPSO的运动响应及受力,及FPSO-LNG多体系统的相互作用,并能够考虑液舱晃荡载荷对船体运动的影响,是一个FPSO系泊系统初期设计中必须研究的问题。本文根据国外学者多个实验,结合数值仿真计算,对FPSO-LNG多体系统进行了较为详细的研究,归纳起来主要有以下几个方面:(一)对转塔式FPSO系泊系统进行了频域及时域分析。以谱密度函数的方式描述了FPSO各自由度的运动。给出了时域波浪谱作用下FPSO各自由度的位移响应,并对二阶慢漂运动做了讨论。对系泊缆的受力情况进行了求解并转换为谱密度函数的形式。综合FPSO的运动和系泊缆的受力确定了一种较好的系泊方式。(二)对不带液舱的FPSO-LNG旁靠多体系统水动力系数做了求解。与实验比较后给出了阻尼因子的取值规律,对其影响因素做了分析。为后续的分析做了基础性的工作。(三)讨论了带有液舱的LNG运动响应。给出了不同液体容量对船体运动的影响规律。根据水池实验确定了液舱阻尼因子的取值范围和取值规律。对带有液舱的FPSO-LNG在前述基础上进行了研究,讨论了液舱液体对船体运动的影响。本文对多体系统水动力系数的讨论以及阻尼参数的估计,对实际海洋工程设计有一定的借鉴意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题目的和意义
  • 1.2 文献综述
  • 1.3 本文的主要工作
  • 1.4 本文创新点
  • 2 水动力学概述
  • 2.1 概述
  • 2.2 波浪方程
  • 2.3 浮体所受的波浪力
  • 2.4 浮体运动微分方程
  • 2.5 晃荡与浮体运动耦合方程
  • 2.6 晃荡与浮体运动耦合方程
  • 3 转塔式FPSO 系泊系统运动响应分析
  • 3.1 概述
  • 3.2 建立模型
  • 3.3 水动力系数
  • 3.4 频域分析
  • 3.5 时域分析
  • 3.6 锚链分析
  • 3.7 本章小结
  • 4 FPSO-LNG 多体系统二阶平均漂移力讨论
  • 4.1 概述
  • 4.2 数值结果与实验1 比较
  • 4.3 数值结果与实验2 比较
  • 4.4 本章小结
  • 5 晃荡与浮体耦合运动分析
  • 5.1 概述
  • 5.2 LNG 型FPSO
  • 5.3 FPSO-LNG 多体晃荡综合问题
  • 5.4 本章小结
  • 6 全文总结及展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录攻读硕士期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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