内转塔系泊FPSO耦合动力分析的开题报告.docx

内转塔系泊FPSO耦合动力分析的开题报告
开题报告
论文题目：内转塔系泊FPSO耦合动力分析
研究的背景和意义：
FPSO（FloatingProductionStorageandOffloading）是一种长期停泊于海洋油气勘探、生产的浮式平台，并进行原油的储存与转运的设施。FPSO采用储油舱来存储原油，因而可以在相对来说固定的地点停泊，选择性地将集气和处理系统与储油系统一同设计在平台上，实现对油气田开发的快速响应以及生产上的弹性操作。伴随着FPSO的不断发展，悬挂式内转塔系泊FPSO在近些年中应用越来越广泛。与传统的外围铁骨框式系泊方式相比，内转塔系泊FPSO不仅可以有效减少结构重量，增大甲板面积和储油容积，而且具有较高的动力性能，并且在恶劣海况下具有较好的耐波性。因此，内转塔系泊FPSO是全球开发海洋油气资源的主流设施之一。
然而，在实际运营中，遇到了大量的动态问题，例如：风浪力下的飘动、漂移和偏离程度的提高，水平波浪力下的转塔飘旋和倾角，或是流体力下的发动机摆动，这些问题都直接影响到平台的运行稳定性和可靠性。为了确保内转塔系泊FPSO的平稳运行，在设计之前必须进行大量的耦合动力学分析，以确定平台在各种动态条件下的响应特性。
本文旨在研究考虑节点的内转塔系泊FPSO的耦合动力学问题，并探讨影响平台运动的各种因素，为随后的平台设计和运营提供基础理论的支持。
研究内容：
本文将分析内转塔系泊FPSO在不同海况下的响应特性。具体研究内容包括以下几方面：
1.建立内转塔系泊FPSO的动力学数学模型。该模型考虑船体自由体的过渡，发动机的振动以及泊位索的刚度和阻尼，并考虑风浪流相互作用。
2.分析不同海况下平台的运动特性，如飘动、漂移、转塔飘动以及倾角等。通过数学模型进行仿真计算，得出各种动态存在下的平台响应情况，包括振幅、频率等。
3.研究不同海况下的平台耦合振动模式。通过模态分析，了解平台在各种条件下的振动响应特点，并对该响应模式进行分析。
4.研究内转塔系泊FPSO的动态响应特性与发动机振动的耦合效应。通过比较模拟结果，探究发动机振动对平台运动响应的影响。
研究方法：
1.计算动力学模型，由偏微分方程构成的动力学模型将得到非线性方程。本研究将通过Matlab软件建模，并利用NumericalAnalysisofOMA,OMAX,SIMO,MIMOAnalysisinMatlab程序进行仿真计算分析。
2.规划物理模型实验。本研究将建立物理模型进行观测和研究分析，从而验证计算方法的准确性和可靠性。
3.海试。将在实际操作中，观测平台的动态响应特性，从而进一步验证计算方法和物理模型实验的准确性。
预期结果：
1.建立内转塔系泊FPSO的动力学数学模型，并就平台的各种运动响应因素进行仿真计算，形成平台响应特性的完整图像。
2.研究平台的耦合振动模式，并探究内转塔系泊FPSO在不同海况下的响应特性，以及发动机振动对平台运动响应的影响。
3.通过物理模型实验和海试的方法，验证计算方法的准确性和可靠性。
4.为内转塔系泊FPSO的设计和运作提供理论和技术支持，为海洋石油工业和学术研究做出贡献。