第三章浮式平台总体性能.ppt

第三章线性波浪对浮式结构物的诱导运动5.1半潜式平台横浪下的垂荡运动从而在该切片上产生一个垂向力，这个力绕通过重心并平行于y轴的轴线会产生一个纵摇矩。
不同的浮筒几何形状将会改变和。
不同的浮筒几何形状将会改变和。
右边第一项表示假定无立柱时两个浮筒上的垂向力，后面两项是对立柱作用的修正。
写出驳船迎浪规则波中垂荡和纵摇运动方程，说明两者间运动无耦合。
假设系泊系统对运动无影响，并忽略阻尼的作用。
由切片理论和A55的定义可以得到纵摇附连质量A55，即研究半潜式平台的强迫纵摇及其引发的纵摇矩。
式中：L为长度；
推导该式时，假设平台中心处的自由液面升高为，由于的值实际较小，可以将式近似为：
和分别为浮筒顶部和形心的纵坐标；
根据浮体六个自由度线性运动方程，对于其中的垂荡和纵摇运动方程，两者间惯性力耦合系数和静水力耦合系数均为零，故两者间无运动耦合。
当波长与船舶剖面尺度时，按照相对运动假设计算浮体剖面波浪绕射水动力载荷，同时不计自由面兴波阻尼，该式适用。
波频由平台垂荡运动方程可得：当（4）在实际的半潜平台设计中，通常希望垂荡周期在20s以上，从而避免波激垂荡谐摇。B和随稳性和装载量的要求决定。因此，在给定条件下，唯一能够影响垂荡响应的参数只有吃水。不同的浮筒几何形状将会改变和。图显示一座具有长方体浮筒和圆柱形立柱的半潜式平台。单位是米。平台系泊在深海。假设系泊系统对运动无影响，并忽略阻尼的作用。周期为10s、波幅为1m的规则正弦波沿x轴负向传播。计算平台重心G处的垂荡和纵摇。解：忽略纵荡的耦合效应。由于平台水下部分是对称的，可知耦合项A35，A53，C35和C53均为零。半潜式平台重心的垂荡方程可以写为：回复力系数:入射波浪势:式中：zt=-15m,x1=-37.5m,x2。因此半潜式平台的纵摇为：为求解该垂荡运动方程，令，
图显示一座具有长方体浮筒和圆柱形立柱的半潜式平台。
不同的浮筒几何形状将会改变和。
平台前后对称并在深水中运动。
整个浮筒产生的纵摇矩：
从而在该切片上产生一个垂向力，这个力绕通过重心并平行于y轴的轴线会产生一个纵摇矩。
B和随稳性和装载量的要求决定。
(a)假设入射波长相对于驳船切片尺度大很多，不考虑垂直于x轴的船体切片周围二维辐射流兴波阻尼效应。
由于平台水下部分是对称的，可知耦合项A35，A53，C35和C53均为零。
F3表达式的最后两项中：
式中：，长度的单位是米。
半潜式平台的纵摇为：
后两项为立柱上的水平力产生的波激纵摇矩分量。
半潜式平台重心的垂荡方程可以写为：
C55来源于流体静力，即：
式中：是半潜平台的水线面积；
为一个浮筒上的两维垂荡附连质量。C55来源于流体静力，即：后两项为立柱上的水平力产生的波激纵摇矩分量。如果忽略后两项：练习推导驳船静水恢复力系数，，，，说明垂荡和纵摇运动间无静水力耦合。设驳船重心处垂荡位移为，纵摇位移为，分别考虑垂荡运动和纵摇运动微幅摇荡引起的辐射水动力。在纵摇运动模式下，切片受到的垂向辐射水动力可以考虑为：下面计算驳船垂向运动的静水回复力系数根据浮体六个自由度线性运动方程，对于其中的垂荡和纵摇运动方程，两者间惯性力耦合系数和静水力耦合系数均为零，故两者间无运动耦合。分别写出垂荡和纵摇运动方程：(b)不考虑驳船切片辐射摇荡兴波阻尼效应，由长峰波公式和切片理论证明垂向激励力按照长波近似，作用在驳船切片上的波浪力为：设等于ρA，其中A为浮筒的横截面积。
B和随稳性和装载量的要求决定。
时，垂荡运动无限大，这种情况在实际中是不存在的，主要是因为忽略粘性影响而造成的。
2半潜式平台迎浪时的垂荡和纵摇
研究横浪时的垂荡运动。
在垂荡运动模式下，切片受到的垂向辐射水动力可以考虑为：
由浮体垂荡运动方程：
半潜式平台重心的垂荡方程可以写为：
F3表达式的最后两项中：
通过简化了的式(4)，可以选择在极限海况下垂荡运动最小的平台主尺度。
推算得：波数k=
假设系泊系统对运动无影响，并忽略阻尼的作用。
在垂荡运动模式下，切片受到的垂向辐射水动力可以考虑为：
为求解该垂荡运动方程，令，
解：忽略纵荡的耦合效应。
整个浮筒产生的纵摇矩：(c)利用，忽略阻尼，证明重心的垂荡运动推算得：波数k=