Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟

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Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟

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毕业论文范文题目：Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟，论文范文关键词：Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟
Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：Spar平台用于深海采油、钻井及作业。由于平台吃水较深,平台主体所受垂向波浪载荷和垂荡运动幅值均较小,一般海况下,表现出良好的运动性能。然而当波浪周期较长或者遭遇涌浪环境时,可能激发起垂荡-纵摇耦合不稳定运动。本文研究的主要目标是找出这些临界波浪周期,揭示平台失稳的规律,为Spar平台的设计和海上安全作业提供指导。本文建立了经典式Spar平台在规则波作用下的垂荡-纵摇非线性方（本文此处忽略..）程,考虑二自由度耦合运动时回复力矩的非线性,采用一阶绕射理论和一阶辐射理论求解作用于平台主体上的水动力载荷,在数值计算时,阻尼的选取来自于算例系列模型试验,参考了工程经验值。在Matlab7.1平台上,编制了四阶龙格库塔数值算法,用于计算垂荡-纵摇耦合非线性运动及稳定性分析。整个程序代码分为两个模块即水动力载荷程序模块和垂荡-纵摇二自由度耦合运动模块。在较大范围的波浪参数条件下,（略..）数值模拟了Spar平台垂荡-纵摇耦合非线性运动,研究发现平台发生失稳集中在下面两种情况:当Spar平台的垂荡固有周期是纵摇固有周期的一半时,波浪激励周期与垂荡固有周期相等或者接近,大垂荡运动引起耦合的纵摇不稳定运动。潜在的机理是大幅值的垂荡运动导致平台的瞬时初稳性高为负,垂荡能量向纵摇渗透导致纵摇发生马休不稳定运动。Spar平台发生失稳另一个临界波浪周期在20s左右,对任何Spa（文章此处忽略..）r平台都会发生垂荡-纵摇耦合非线性运动的相互放大效应。引入垂荡包络线概念,当垂荡运动的包络线周期与纵摇的固有周期接近时,会诱发纵摇不稳定运动的发生。纵摇运动对垂荡运动的耦合影响会引起垂荡共振运动,这种相互放大效应表现在模型试验上是一种“舞动”现象,垂荡-纵摇运动幅值同步增加,显著影响了平台的不稳定性,在以往的研究中,忽略了对这种现象的重视,更值得引起我们的注意。论文的研究结果（文章此处忽略..）显示:平台的初稳性高、垂荡阻尼和纵摇阻尼对Spar平台的不稳定运动及控制起着十分重要的作用。利用MOSES软件编程模拟Spar平台在规则波作用下的垂荡-纵摇耦合不稳定运动,考虑了系缆对平台的影响,与数值结果对比,不能明显看出系缆对平台不稳定运动的影响。利用MOSES和Matlab7.1平台计算得到Spar平台主体的水动力载荷,两种方法得到的波浪力结果基本一致。

以上为本篇毕业论文范文Spar平台垂荡—纵摇耦合非线性运动的数值模拟的介绍部分。

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