风、浪、流作用下的海洋平台时域分析

摘要

深海石油平台的研究是一项大的系统工程.平台的环境荷载计算是海洋平台研究的一个重要组成部分,历来受到工程上的重视.除了波浪荷载之外,风荷载和水流荷载也是影响海洋平台动力响应的重要环境因素,风荷载是平台上部分结构承受的主要荷载,对于下部结构水流荷载的影响也不应忽略.本文以三维Laplace方程为基本控制方程建立了二阶时域波浪与结构物相互作用模型,采用三维弹性杆理论建立了系泊缆索的控制方程,通过脉动风谱对风进行模拟,水流荷载按照Morison方程中的速度力公式来计算,将他们作为独立的荷载进行叠加,计算了海洋平台在风、浪、流联合作用下的运动响应.计算结果表明,同采用定常风和均匀流的计算相比,运动响应更大,采用本文方法得到的结果偏于安全.