带通海减动结构的圆筒型FDPSO阻尼系数计算

摘要

在计算带通海减动结构浮式钻进生产储卸油装置(FDPSO)的垂荡阻尼系数时,由于通海孔尺寸比整体结构尺寸小很多,在数值分析时会出现网格划分复杂、计算量增加、计算结果存在较大误差等问题。本文提出用无通海孔FDPSO代替有通海孔FDPSO计算垂荡阻尼系数的研究思路,并通过理论推导和计算证明了这种思路的可行性。首先,利用基于三维势流理论的水动力计算软件Ansys-Aqwa,建立有通海孔FDPSO和无通海孔FDPSO结构模型,通过频域分析法,计算有通海孔和无通海孔FDPSO的等效垂荡质量(排水量与附加质量之和)。计算结果表明,同尺寸的有通海孔和无通海孔FDPSO的等效垂荡质量和固有周期相等,通过FDPSO运动理论可知,通海孔对分析FDPSO的垂荡阻尼系数的影响较小,可用无通海孔FDPSO代替有通海孔FDPSO来计算垂荡阻尼系数。以1∶77.8的缩尺比建立无通海孔FDPSO的缩尺模型,利用基于三维粘流理论的水动力计算软件STAR CCM+计算分析其垂荡自由衰减运动,根据自由衰减运动时历曲线计算其垂荡阻尼系数。