圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)垂荡运动较大,易引发摇摆运动失稳,影响油气生产安全。针对圆筒型FPSO垂荡与纵摇间的强耦合关系,建立两自由度非线性耦合运动方程,基于摄动法推导方程的近...圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)垂荡运动较大,易引发摇摆运动失稳,影响油气生产安全。针对圆筒型FPSO垂荡与纵摇间的强耦合关系,建立两自由度非线性耦合运动方程,基于摄动法推导方程的近似解析解,研究涌浪作用下圆筒型FPSO垂荡-纵摇耦合运动响应及稳定性。结果表明:当涌浪周期远离圆筒型FPSO垂荡固有周期时,圆筒型FPSO具有良好的运动稳定性;在垂荡与纵摇固有周期接近1∶2关系的情况下,同时当长周期涌浪频率接近圆筒型FPSO垂荡固有频率时,圆筒型FPSO的垂荡和纵摇由线性强迫运动转变为1/2亚谐运动,垂荡位移幅值与波浪幅值呈非线性关系,纵摇出现较大运动响应;当圆筒型FPSO发生内共振运动时,增加垂荡阻尼可消耗垂荡共振时的能量,降低垂荡运动幅值,增加纵摇阻尼可降低纵摇运动幅值,但同时会增大引起垂荡能量向纵摇渗透所需的最小垂荡运动幅值,使波浪能量集中于垂荡模态,导致垂荡运动幅值增大。展开更多
针对目前圆筒型浮式钻井生产储卸油装置(Floating Drilling Production Storage and Offloading,FDPSO)垂荡性能较差的问题,以某带延伸筒体和减动结构的圆筒型FDPSO为原型,基于钝体结构物黏性阻力理论,设计3种不同型式的减动结构(外台...针对目前圆筒型浮式钻井生产储卸油装置(Floating Drilling Production Storage and Offloading,FDPSO)垂荡性能较差的问题,以某带延伸筒体和减动结构的圆筒型FDPSO为原型,基于钝体结构物黏性阻力理论,设计3种不同型式的减动结构(外台阶、内台阶、凹台阶),对其垂荡衰减运动进行数值计算,得到3种结构的阻尼比。建立水动力分析模型,通过频域计算得到不同减动结构的垂荡固有周期、垂荡附加质量、运动响应幅值算子(Response Amplitude Operator,RAO)。在进行时域耦合分析时,结合我国南海百年一遇环境条件,采用合理的系泊系统,对4种结构进行六自由度运动响应分析,并对系泊系统进行安全校核。结果表明,凹台阶和内台阶减动结构可有效抑制平台垂荡运动。展开更多
以带运动抑制结构的圆筒型浮式生产储卸油装置(Cylindrical Floating Production Storage and Offloading,CFPSO)为研究对象,在低速风洞中对CFPSO流载荷进行测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用距离地面一定高度的小地板。热线...以带运动抑制结构的圆筒型浮式生产储卸油装置(Cylindrical Floating Production Storage and Offloading,CFPSO)为研究对象,在低速风洞中对CFPSO流载荷进行测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用距离地面一定高度的小地板。热线测量结果表明,采用小地板能够获得更均匀的流剖面。通过风洞试验对4种不同型式的运动抑制结构流载荷进行测量,进一步采用数值模拟方法对不同型式运动抑制结构的尾流场进行分析。结果表明:运动抑制结构通过对尾涡的限制,减少能量损耗,实现减阻效果。研究结果可为运动抑制结构的设计提供一定的参考。展开更多
文摘圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)垂荡运动较大,易引发摇摆运动失稳,影响油气生产安全。针对圆筒型FPSO垂荡与纵摇间的强耦合关系,建立两自由度非线性耦合运动方程,基于摄动法推导方程的近似解析解,研究涌浪作用下圆筒型FPSO垂荡-纵摇耦合运动响应及稳定性。结果表明:当涌浪周期远离圆筒型FPSO垂荡固有周期时,圆筒型FPSO具有良好的运动稳定性;在垂荡与纵摇固有周期接近1∶2关系的情况下,同时当长周期涌浪频率接近圆筒型FPSO垂荡固有频率时,圆筒型FPSO的垂荡和纵摇由线性强迫运动转变为1/2亚谐运动,垂荡位移幅值与波浪幅值呈非线性关系,纵摇出现较大运动响应;当圆筒型FPSO发生内共振运动时,增加垂荡阻尼可消耗垂荡共振时的能量,降低垂荡运动幅值,增加纵摇阻尼可降低纵摇运动幅值,但同时会增大引起垂荡能量向纵摇渗透所需的最小垂荡运动幅值,使波浪能量集中于垂荡模态,导致垂荡运动幅值增大。
文摘针对目前圆筒型浮式钻井生产储卸油装置(Floating Drilling Production Storage and Offloading,FDPSO)垂荡性能较差的问题,以某带延伸筒体和减动结构的圆筒型FDPSO为原型,基于钝体结构物黏性阻力理论,设计3种不同型式的减动结构(外台阶、内台阶、凹台阶),对其垂荡衰减运动进行数值计算,得到3种结构的阻尼比。建立水动力分析模型,通过频域计算得到不同减动结构的垂荡固有周期、垂荡附加质量、运动响应幅值算子(Response Amplitude Operator,RAO)。在进行时域耦合分析时,结合我国南海百年一遇环境条件,采用合理的系泊系统,对4种结构进行六自由度运动响应分析,并对系泊系统进行安全校核。结果表明,凹台阶和内台阶减动结构可有效抑制平台垂荡运动。
文摘以带运动抑制结构的圆筒型浮式生产储卸油装置(Cylindrical Floating Production Storage and Offloading,CFPSO)为研究对象,在低速风洞中对CFPSO流载荷进行测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用距离地面一定高度的小地板。热线测量结果表明,采用小地板能够获得更均匀的流剖面。通过风洞试验对4种不同型式的运动抑制结构流载荷进行测量,进一步采用数值模拟方法对不同型式运动抑制结构的尾流场进行分析。结果表明:运动抑制结构通过对尾涡的限制,减少能量损耗,实现减阻效果。研究结果可为运动抑制结构的设计提供一定的参考。
