基于原型监测的浮式平台动力性能分析

摘要

深水浮式平台运动响应特性是结构设计和安全保障的重要参考。由于目前深海环境荷载表征尚不明确，数值方法和模型试验方法的非线性需要引入一些假设，导致了海洋平台设计和操作中仍具有一定的不确定性以及挑战。尤其在极端荷载条件下，平台将会承受各种不可预知的环境荷载，两种方法的海洋平台核心指标的分析结果与实际仍存在误差，较大的设计误差将为平台的长期可靠运行带来严重考验。因此，利用服役的海洋浮式结构开展原型测量，可以为深海浮式结构运动响应特性研究提供大量的参考资料。
　　本文基于在南海浮式平台建立的原型监测系统，通过对同步获得的海洋荷载参数信息和浮式结构运动响应信息的分析，开展了基于实测的海洋环境荷载作用下浮式结构运动特性分析研究。讨论了实测波浪谱与JONSWAP谱之间的关系，并给出了JONSWAP谱的谱形参数;利用实测波浪谱与结构响应谱开展了多波浪谱幅值响应算子(ResponseAmplitude Operator)分析方法研究，并基于经验模态分解(Empirical ModeDecomposition)方法提出了改进;针对原型监测到的多次台风信息，开展了台风条件下运动响应的频域分析，并对运动响应频域特征开展了研究;提出了南海半潜式平台台风管理模式，对台风环境荷载作用下的浮体结构响应进行预测，为平台提供安全预警。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 深水浮式平台设计研究现状

1．2．1 数值计算方法研究现状

1．2．2 模型试验方法研究现状

1．3 基于原型监测的浮式平台运动性能研究方法

1．4 本文主要工作

2 “南海挑战号”FPS监测系统

2．1 简介

2．2 原型监测信息

2．3 原型监测系统

2．3．1 环境参数监测系统

2．3．2 浮体运动监测系统

2．3．3 水下监测系统

2．4 本章小结

3 基于实测信息的平台浮体幅值响应算子(RAOs)分析

3．1 海洋平台浮体运动幅值响应算子(RAOs)

3．2 基于幅值响应算子的设计评价方法

3．3 基于实测多波浪谱的浮体RAO分析方法

3．3．1 基于JOSWAP谱的波浪参数拟合

3．3．2 浮体结构的RAO

3．4 基于改进的经验模态分解方法(EMD)的浮体RAO分析方法

3．4．1 EMD方法

3．4．2 基于改进EMD的RAOs分析方法

3．4．3 海洋平台浮体六自由度响应时频分析

3．5 本章小结

4 台风管理方法研究

4．1 极端荷载下的远程独立监测系统(IRMS系统)

4．2 台风条件下的平台管理

4．3 典型台风实测统计信息分析

4．3．1 恶劣海况下的浮式结构运动响应分析

4．3．2 台风“洛坦”

4．3．3 台风“海鸥”

4．4 极端荷载下浮体结构运动响应预测

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢