浅水FPSO二阶力与慢漂阻尼计算分析

摘要

浮式生产储油轮(FPSO)是目前技术最成熟、应用最广泛的海洋石油开采平台.近年来,随着多艘大型软刚臂系泊FPSO在水深仅20m左右的渤海油田相继投产,浅水FPSO水动力性能和安全性问题受到广泛重视.本文以一艘16万吨的FPSO为对象,计算深水和浅水等不同水深条件下二阶波浪力的二次传递函数(QTF)矩阵,并根据QTF矩阵计算出二阶波浪力谱和低频慢漂运动响应.结果表明,慢漂阻尼系数均随水深减小而增大;随着水深的增加,QTF值逐渐减小,QTF矩阵主对角线附近的元素趋于一致,在图像上表现为主对角线区域变得平坦,这说明只有在深水时,Newman近似法才适用.在浅水状态下,利用Newman近似法计算出的二阶波浪力谱比利用全QTF计算出的结果小一个数量级,而在深水状态下,两者处在同一数量级上.Newman近似法和全QTF法都能找出最大低频慢漂运动的对应频率,即共振点.但在极浅水深下,全QTF法得出的值更符合模型试验值.