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针对圆筒型海上储油装置FPSO垂荡运动性能较差、无法安装干式井口的问题,设计了带延伸筒体与矩形阻尼结构的圆筒型FPSO,根据延伸筒体与矩形阻尼结构是否通海分为两种型式。建立水动力计算模型,比较分析不同延伸筒体和阻尼结构型式对FPSO水动力性能的影响。针对南海作业海域,设计了悬链式系泊系统,基于JONSWAP波浪谱对FPSO的运动进行时域预报,并对系泊系统进行校核。分析结果表明:通海型FPSO垂荡固有周期显著提升,可以错开南海百年一遇谱峰周期,通海型FPSO满足钻井、安装干式井口的运动响应要求,系泊系统系缆张力满足规范要求。 相似文献
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针对传统圆筒型FPSO垂荡运动剧烈的特点,提出一种带有垂荡抑制结构的圆筒型FPSO。采用1∶77.8的缩尺比制作模型,进行垂荡纵摇衰减试验,得到带有不同垂荡抑制结构模型的固有周期和无因次阻尼系数,进而选取最优的垂荡抑制结构型式。之后计算并对比传统圆筒型FPSO和新型圆筒型FPSO垂荡纵摇运动的固有周期和幅频响应函数。在此基础上,结合我国南海海洋环境条件,设计新型圆筒型FPSO的系泊系统,计算分析自存工况下的耦合动力响应,并与传统圆筒型FPSO进行对比。结果表明,文中提出的垂荡抑制结构可以有效增大系统垂荡纵摇运动的固有周期,改善运动性能,提高系泊的安全性。 相似文献
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Spar平台垂荡板水动力特性强迫振动试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
采用强迫振动试验的方法,对Spar平台不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和粘性阻尼系数进行了系统研究。分析研究了实心垂荡板和开孔垂荡板对Spar平台水动力特性的影响,并将Spar平台整体模型的试验结果与圆柱体和单独考虑垂荡板时的试验结果比较,结果表明垂荡板结构能有效提高Spar平台的附加质量系数和粘性阻尼系数,在KC=0.2～1.3时,开孔率为5%的开孔垂荡板Spar平台和实心垂荡板Spar平台相比,粘性阻尼有所提高但是附加质量减小。试验进一步研究了垂荡板间距对Spar平台水动力性能的影响,得到了水动力系数随垂荡板间距的变化情况,研究成果对实际工程中Spar平台的优化设计具有一定的指导意义。 相似文献
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双体船由于其优良的快速性和横稳性等特性,在民用和军用中应用广泛。针对无限水深下迎浪、斜浪中自由运动的WigleyⅢ双体船,利用线性势流软件WAMIT,通过调整片体间距,对双体船的水动力系数及船体运动响应进行计算和比较,分析不同片体间距的双体船的耐波性。结果发现,片体间距较小的双体船附加质量系数较小,垂荡、纵摇阻尼系数显著增大,垂荡和纵摇运动响应幅值增大,且附加质量系数为负值时的系数绝对大小和频率范围随着片体间距的减小而变大。同时,片体间距越小的双体船间的流体干扰作用令自由面运动响应更加剧烈,迎浪下船体垂荡运动响应略有增大,纵摇运动响应略有减小;而斜浪下垂荡、纵摇、横摇运动响应均增大,船体的耐波性较差。当片体间距较大,在某一频率入射波下,双体船运动响应接近为零,且该频率随着片体间距的增大而减小。另外说明,相较于阻尼系数,附加质量系数对船体运动的影响更大。 相似文献
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首先介绍全球海域圆筒形装置的工程应用案例,对比圆筒形FPSO相对常规船形的优势,然后以原油储量、工艺模块甲板面积、耐波性、稳性、系泊系统、排水量等控制参数为目标,研究圆筒形FPSO主尺度选取依据,分舱原则。重点研究圆筒形装置的阻尼板结构,此为抑制运动响应的关键结构,通过模型试验方法分析对比了水平阻尼板、不同角度锥形阻尼板的特性。最后研究圆筒形装置运动性能分析方法,介绍二阶响应数值预报方法,研究垂荡和横摇运动的耦合效应,分析波频和低频运动响应,通过模型试验进行了验证,从而指导圆筒形装置设计。 相似文献
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波浪对上部开孔带内柱的圆筒结构的绕射 总被引：1，自引：0，他引：1
应用透空壁内流体速度与两壁间压力差成正比的线性模型和特征函数展开方法,建立了外壁上部开孔并带有内柱的圆筒结构对波浪绕射的解析解.通过数值计算研究了外壁开孔率的大小、圆筒与内柱半径之比、筒内水深等因素对圆筒上总的波浪作用力和圆筒周围波浪高度的影响.经数值研究发现随着外壁开孔率的增大圆筒迎浪端的波浪高度和圆筒结构上总的波浪力明显减小,外壁孔隙特性G虚部的增加对波高和波浪力的衰减也有一定的影响;增加圆筒内部的水深可减小圆筒周围的波浪高度,降低圆筒结构上的总波浪力. 相似文献
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针对半潜漂浮式风电基础初步选型,采用Pareto-Optimal评价方法对不同吃水、平台立柱直径、立柱间距和垂荡板直径四个参数的不同组合进行分析比较。基于浮体动力学频域计算方法,采用我国阳江某海域极限波浪条件计算得到叶轮中心水平加速度,同时考虑完整稳性的计算结果。对比分析表明平台吃水和立柱直径宜选择适中的取值,较大的排水量和立柱总体积并不会显著减小叶轮中心水平加速度。垂荡板对于改善平台整体性能是较为敏感的,垂荡板与立柱的直径比存在一定的最佳范围。平台立柱间距是影响平台运动性能最大的因素,增大立柱间距可以有效地降低叶轮中心水平加速度,但立柱间距的增大对立柱间的撑杆结构强度以及平台整体的建造和下水提出了较大的挑战。 相似文献
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概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大. 相似文献
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考虑阻尼海底悬跨段管道的动力特性及允许悬空长度 总被引：8，自引：0，他引：8
以海底悬跨段输液管道为研究对象,考虑管道结构阻尼、流体附加阻尼、管内流体流动及管道轴向力和压强的作用,对其进行受力分析,导出管道振动微分方程,进而得到管道动力特性方程。用Hermit插值函数对管道的动力特性方程进行离散得到有限元表达式,采用复模态分析法,求得管道的自振频率。为防止管道发生横向涡激振动,用约化速度作为控制条件,确定管道允许悬空长度。结果表明,管道允许悬空长度随着内流流速、轴向压力和管内压强的增加而减小,随着轴向拉力的增加而加大。 相似文献
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通过基于考虑波浪非线性频散关系的椭圆型缓坡方程数学模型(RIDE),在原高阶的控制方程中添加植物阻力项,建立了模拟植物区波浪传播的数学模型(RIDE-VEG)。将计算结果与规则波在植物场中变形的水槽试验数据进行比较,验证良好,并分析了植物区特征参数对于波浪传播的影响。针对相对淹没度、植物密度和波浪周期等因素对波高衰减的影响进行敏感性分析,结果表明其三者对于消浪效果的影响是单调的,但消浪效果对于波浪周期的敏感程度则较其余二者为弱。与其他学者的研究相比,忽略流场效应的RIDE-VEG模型较其它的模型计算更为简便,且计算结果较为满意。 相似文献
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The Guyana coastal system is characterized by very thick deposits of Amazon mud and high mud concentrations in its coastal waters. The mud deposits can be quite soft and may liquefy under incoming waves. Subsequently, the liquefied mud damps the incoming waves effectively. This paper presents a simple model to predict wave attenuation over soft (fluid) mud beds. This model is based on the two-layer approach by Gade [Gade, H.G., 1958, Effects of a non-rigid, impermeable bottom on plane surface waves in shallow water, Journal of Marine Research, 16 (2) 61–82.] which is implemented in the standard version of the state-of-the-art wave-prediction model SWAN. Input to the mud wave damping module consists of the extension, thickness, density and viscosity of the liquefied (fluid) mud layer. 相似文献
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The Norwegian wave-power buoy1 consists of a half-immersed floating sphere which is open to the sea at the bottom end. It is a two degree-of-freedom device involving the independent motion of the outer rigid sphere and the pressure across the internal free surface. A simpler model of the device is to represent the oscillatory flow through the bottom opening as another rigid body motion being that of the curved surface which would complete the sphere.The wave-induced forces on this surface and also the outer spherical surface due to independent oscillations of either are determined semi-analytically using a simple extension of the method of Havelock,2 recently simplified and generalised by Hulme,3 for the complete half-immersed sphere. In particular the 2 × 2 added mass and damping matrices are determined as a function of frequency and relative size of bottom opening to sphere radius. These quantities are essential in any theoretical analysis of a multi-degree of freedom wave-energy device. 相似文献
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为考虑桩土相互作用的高桩码头体系等效阻尼比,将地震作用下高桩码头的滞回耗能定义为各桩塑性铰耗能和桩-土相互作用耗能之和,桩-土相互作用耗能根据p-y曲线和Masing准则定义的滞回环确定,码头结构的塑性铰总耗能为各桩塑性铰耗能的总和,按照正弦激励下一个振动循环内高桩码头体系与相应单自由度体系粘滞耗能相等的原则,推导得到了高桩码头体系等效阻尼比计算公式,并对两个高桩码头进行了Pushover分析。分析表明,土体耗能对高桩码头体系阻尼贡献较大,根据码头各桩塑性铰出现顺序和转动情况计算码头的等效阻尼比更符合实际情况。 相似文献
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Laboratory and numerical studies of wave damping by emergent and near-emergent wetland vegetation 总被引：3，自引：0，他引：3
Wetlands protect mainland areas from erosion and damage by damping waves. Yet, this critical role of wetland is not fully understood at present, and a means for reliably determining wave damping by vegetation in engineering practice is not yet available. Laboratory experiments were conducted to measure wave attenuation resulting from synthetic emergent and nearly emergent wetland vegetation under a range of wave conditions and plant stem densities. The laboratory data were analyzed using linear wave theory to quantify bulk drag coefficients and with a nonlinear Boussinesq model to determine numerical friction factors to better represent wetland vegetation in engineering analysis. 相似文献
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珠江三角洲径潮相互作用下潮能的传播和衰减 总被引：2，自引：2，他引：0
因径流潮汐相互作用,三角洲各水道的能通量包含径流引起的净通量及潮汐引起的潮能通量。本文利用珠江三角洲多断面实测水位及流量的同步测量数据,建立基于径潮耦合的调和分析模型,剥离径流信号,计算出各站的总潮能及M2、K1及高频浅水分潮的潮能,对珠江三角洲潮能的沿程传播及衰减进行研究。结果表明,通过虎门进入珠江三角洲的潮波能量约占51.2%,而通过崖门、蕉门、磨刀门传入三角洲的潮能约占37%;同时,因地形摩擦、径流耗能效应,三角洲各水道的总能量损耗为148.33 MW。潮波能量按汇聚型和分散型两大类型沿三角洲不同位置传播并沿程衰减。虎门狮子洋及珠江正干、崖门至潭江石咀两大水道体系,其潮能沿程分散传入不同汊道,断面总潮能的衰减幅度大于单宽潮能通量的衰减,单宽潮动能沿程平均衰减速率大于潮势能,半日分潮的潮能衰减速率大于全日分潮。虎门狮子洋因其形态影响,M2分潮振幅（或势能）的衰减最小,虎门至泗盛围段增加,平均每千米约增加0.77%。西四口门潮能汇聚于西海水道天河断面,总潮能的衰减速率小于磨刀门水道单宽潮能衰减速率。沿横门、洪奇门、蕉门进入的潮波多次交汇、分散,自横门至小榄、南华,南沙至海尾、荣奇,其单宽潮动能及M2、K1分潮动能的衰减速率小于潮势能,高频分潮势能沿程增加。 相似文献
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M. Taylan 《Ocean Engineering》2000,27(9):1159
Many researchers have studied a wide range of nonlinear equations of motion describing a ship rolling in waves. In this study, a form of nonlinear equation governing the motion of a rolling ship subjected to synchronous beam waves is suggested and solved by the generalized Duffing's method in the frequency domain. Various representations of damping and restoring terms found in the literature are investigated and their solutions are analyzed by the above-mentioned method. Comparative results of nonlinear roll responses are obtained for four distinct vessel types at resonance conditions which constitute the worst situation. The results indicate the importance of roll damping and restoring, when constructing a nonlinear roll model. An inappropriate selection of damping and restoring terms may lead to serious discrepancies with reality, especially in peak roll amplitudes. 相似文献