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Monitoring and Data Analysis of Mooring Tension for Floating Platforms
1
作者 YANG Hua−wei ZHENG Qing−xin +2 位作者 XU Chun YANG Qi−fan JIANG Zhen−tao 《船舶力学》 北大核心 2025年第6期941-951,共11页
Mooring cable tension is a crucial parameter for evaluating the safety and reliability of a floating platform mooring system.The real-time mooring tension in an actual marine environment has always been essential data... Mooring cable tension is a crucial parameter for evaluating the safety and reliability of a floating platform mooring system.The real-time mooring tension in an actual marine environment has always been essential data that mooring system designers aim to acquire.To address the need for long-term continuous monitoring of mooring tension in deep-sea marine environments,this paper presents a mooring cable tension monitoring method based on the principle of direct mechanical measurement.The developed tension monitoring sensors were installed and applied in the mooring system of the"Yongle"scientific experimental platform.Over the course of one year,a substantial amount of in-situ tension monitoring data was obtained.Under wave heights of up to 1.24 m,the mooring tension on the floating platform reached 16.5 tons.Through frequency domain and time domain analysis,the spectral characteristics of mooring tension,including waveinduced force,slow drift force,and mooring cable elastic restoring force,were determined.The mooring cable elastic restoring force frequency was approximately half of that of the wave signal.Due to the characteristics of the hinge connection structure of the dual module floating platform,under some specific working conditions the wave-induced force was the maximum of the three different frequency forces,and restoring force was the smallest. 展开更多
关键词 floating platform mooring tension tension monitoring sensor wave frequency force drift force
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波流与结构物相互作用的数值模拟 被引量:12
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作者 刘珍 滕斌 +1 位作者 宁德志 孙亮 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期82-87,共6页
采用高阶边界元法建立波流与任意形状结构物相互作用的时域数学模型。在小流速假设下,将速度势进行摄动展开,边界条件分解为双物体假设下的零阶波陡稳定问题和一阶波陡下的不稳定波浪问题。物面速度势及自由水面速度势的法向导数等未知... 采用高阶边界元法建立波流与任意形状结构物相互作用的时域数学模型。在小流速假设下,将速度势进行摄动展开,边界条件分解为双物体假设下的零阶波陡稳定问题和一阶波陡下的不稳定波浪问题。物面速度势及自由水面速度势的法向导数等未知量通过求解高阶边界元积分方程得到,而积分方程的求解则通过一个数值程序来实现。在每个时间步上采用四阶Runge-Kutta法更新下一时刻自由水面波面和速度势,自由水面上采用人工阻尼层消除散射波。通过波流与直立圆柱相互作用的数值计算研究了一阶激振力和二阶慢漂力随波数的变化关系以及圆柱周围波幅的分布曲线,并与已有频域结果和时域结果对比验证了所建模型的准确性,进而应用本文模型研究了波流与实际工程结构物相互作用的问题。 展开更多
关键词 波流绕射 时域方法 慢漂力 激振力 高阶边界元
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极浅水单点系泊FPSO低频响应分析 被引量:24
3
作者 肖龙飞 杨建民 胡志强 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第4期372-378,共7页
对单点系泊FPSO在极浅水中波浪作用下的低频响应进行频域数值计算与模型试验研究,水深16.7m,入射波有义波高4.1m。计算结果与试验结果符合良好。试验中的波浪校验结果显示,在不规则波浪谱中出现明显的低频成分。由此产生了一阶低频波浪... 对单点系泊FPSO在极浅水中波浪作用下的低频响应进行频域数值计算与模型试验研究,水深16.7m,入射波有义波高4.1m。计算结果与试验结果符合良好。试验中的波浪校验结果显示,在不规则波浪谱中出现明显的低频成分。由此产生了一阶低频波浪力,其能量谱是通常二阶波浪力谱的近百倍,导致FPSO在极浅水中所受低频波浪力大大增加,并引起极大幅度的共振纵荡运动响应。极浅水时,低频纵荡运动响应主要是一阶的,二阶成分几乎可以忽略,而且与深水相比,由于阻尼和二阶波浪力同时增加,二阶响应变化不大。低频浅水长波和一阶低频波浪力及其诱导大幅运动响应会给极浅水FPSO和系泊系统设计带来严重影响,在水动力性能预报时必须仔细予以考虑。 展开更多
关键词 FPSO 极浅水 低频响应 波浪力 纵荡
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四柱结构在波浪作用下的近场干涉 被引量:11
4
作者 姜胜超 吕林 +1 位作者 滕斌 勾莹 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期546-554,共9页
针对波浪作用下的四柱结构近场干涉问题,应用势流理论对其现象与机理进行了研究.发现近场干涉发生时,柱群内侧流体发生共振运动,波高达到一个较大的峰值,且在波浪的多次反射作用下,最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧,而柱群外侧及其... 针对波浪作用下的四柱结构近场干涉问题,应用势流理论对其现象与机理进行了研究.发现近场干涉发生时,柱群内侧流体发生共振运动,波高达到一个较大的峰值,且在波浪的多次反射作用下,最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧,而柱群外侧及其中心处的波高则相对较低.同时,每根圆柱所受到的一阶水平波浪力均出现一个较大的峰值,这是圆柱两侧波高分布及相位关系共同作用的结果.二阶漂移力峰值主要与圆柱内外两侧波高有关,且当近场干涉发生时,圆柱的漂移力总是由群柱内侧指向外侧,使圆柱产生背离运动的趋势. 展开更多
关键词 近场干涉 四柱结构 边界元 波浪力 二阶漂移力
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基于受力分析的落水人员漂移轨迹预测研究 被引量:12
5
作者 刘同木 张炜 +1 位作者 曹永港 林冠英 《海洋预报》 2017年第1期66-71,共6页
介绍了一种基于受力分析的预报海上搜救落水人员漂移轨迹的理论方法。对落水人员进行受力分析,得出落水人员在风、波浪、海流作用下的漂移轨迹数学模型,利用龙格库塔数值方法求解漂移轨迹。通过48 h海上仿真人漂移试验进行验证,结果表明... 介绍了一种基于受力分析的预报海上搜救落水人员漂移轨迹的理论方法。对落水人员进行受力分析,得出落水人员在风、波浪、海流作用下的漂移轨迹数学模型,利用龙格库塔数值方法求解漂移轨迹。通过48 h海上仿真人漂移试验进行验证,结果表明:落水人员理论计算漂移轨迹与海上试验实际漂移轨迹吻合良好,说明该理论计算方法可靠。同时,通过理论计算分析了波浪对落水人员漂移轨迹的影响,发现波浪对落水人员漂移轨迹的影响相对较小,但是考虑波浪的情况下更接近实际漂移轨迹,预报精度提高2.86%。 展开更多
关键词 海上搜救 落水人员 漂移轨迹 风致漂移 受力分析 波浪影响
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转塔式系泊生产储油轮低频纵荡运动阻尼实验 被引量:4
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作者 肖龙飞 季春群 +1 位作者 彭涛 范菊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期157-160,共4页
为研究转塔式系泊生产储油轮的运动特性,引入并分析了低频纵荡运动方程.通过具体模型分别在静水和规则波中的纵荡衰减试验,验证了低频运动阻尼力的存在以及与缓变运动速度之间的线性关系。
关键词 低频纵荡 海洋工程 转塔式系泊生产储油轮
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动力定位船舶二阶低频慢漂力模型试验研究 被引量:8
7
作者 王磊 王先福 杨建民 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第3期1-5,共5页
对一艘动力定位船舶二阶低频慢漂力进行了模型试验,并将试验得到的纵向慢漂力谱、横向慢漂力谱与势流理论方法得到的理论值进行比较,结果表明,该模型试验方法与理论计算较为吻合。可为动力定位系统的设计和应用提供参考。
关键词 二阶波浪力 模型试验 动力定位
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基于泰勒展开边界元方法的某半潜式平台水动力计算分析 被引量:5
8
作者 陈纪康 王慧 +2 位作者 马山 段文洋 王隶加 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1431-1437,共7页
为了研究一阶泰勒展开边界元方法对半潜式平台的水动力性能以及运动响应的预报精度,将其计算结果与商业软件AQWA的计算结果进行比较。在试验结果的基础上,通过对两种计算方法结果的比较分析,表明一阶泰勒展开边界元方法计算结果与AQWA... 为了研究一阶泰勒展开边界元方法对半潜式平台的水动力性能以及运动响应的预报精度,将其计算结果与商业软件AQWA的计算结果进行比较。在试验结果的基础上,通过对两种计算方法结果的比较分析,表明一阶泰勒展开边界元方法计算结果与AQWA的计算结果吻合较好,而且一阶泰勒展开边界元方法有着较好的收敛速度,可用于半潜式平台水动力分析,本文工作也为该类平台的水动力响应分析提供了参考。 展开更多
关键词 泰勒展开边界元方法 AQWA 半潜平台 水动力系数 波浪力 运动响应 平均漂移力
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考虑波浪荷载浅水效应的FPSO水深吃水比临界值 被引量:4
9
作者 张若瑜 唐友刚 +1 位作者 刘成义 李焱 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期74-79,共6页
浅水油田作业的软刚臂单点系泊FPSO受到浅水效应的影响,其所受二阶波浪力及单点系泊力将剧烈增加,因此需要对其进行深入研究。针对一艘30万吨级软刚臂单点系泊FPSO,基于多体动力学方法,建立FPSO-系泊腿-软刚臂的耦合模型,分别采用Newma... 浅水油田作业的软刚臂单点系泊FPSO受到浅水效应的影响,其所受二阶波浪力及单点系泊力将剧烈增加,因此需要对其进行深入研究。针对一艘30万吨级软刚臂单点系泊FPSO,基于多体动力学方法,建立FPSO-系泊腿-软刚臂的耦合模型,分别采用Newman近似法和Pinkster近似法,在时域内计算了不同水深吃水比下的单点系泊力。结果表明,水深吃水比超过一定值时,Pinkster近似法计算得到的系泊力将小于Newman近似法的系泊力;以系泊力相等时的水深吃水比作为FPSO需考虑浅水效应的临界比值,随着FPSO吃水的增加,FPSO需考虑浅水效应的临界水深吃水比呈线性减小的规律。 展开更多
关键词 多体动力学 浅水效应 二阶波浪力 单点系泊力 水深吃水比
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浅水浮式生产储油系统(FPSO)二阶定常力数值仿真研究 被引量:4
10
作者 王磊 李欣 杨建民 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第1期9-13,共5页
应用三维线性势流理论和Ir J A Pinkster的近场分析方法,对超大型浮式生产储油系统(32万吨FPSO)的二阶波浪定常力进行了数值仿真分析,研究浅水情况下,不同水深对FPSO受到二阶波浪定常力的影响,对浅水油田中FPSO的设计应用有一定的实用... 应用三维线性势流理论和Ir J A Pinkster的近场分析方法,对超大型浮式生产储油系统(32万吨FPSO)的二阶波浪定常力进行了数值仿真分析,研究浅水情况下,不同水深对FPSO受到二阶波浪定常力的影响,对浅水油田中FPSO的设计应用有一定的实用意义。 展开更多
关键词 二阶定常波浪力 FPSO 浅水
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两个垂直圆柱在水波中的水动力相互作用 被引量:3
11
作者 周显初 王冬娇 章梓雄 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第10期867-878,共12页
基于线性势流理论研究了两个垂直圆柱在水波中的水动力相互作用.两个圆柱中的一个固定在底部,另一个铰接在底部且可以在入射波方向以小振幅振动.本文研究了绕射波和辐射波,运用加法定理得到了每个圆柱表面速度势的简单的解析表达式... 基于线性势流理论研究了两个垂直圆柱在水波中的水动力相互作用.两个圆柱中的一个固定在底部,另一个铰接在底部且可以在入射波方向以小振幅振动.本文研究了绕射波和辐射波,运用加法定理得到了每个圆柱表面速度势的简单的解析表达式,用级数形式显式表示了圆柱上的波浪激励力和力矩及振动圆柱的附加质量和辐射阻尼系数.级数的系数由代数方程组的解决定.给出了一些数值例子以说明诸如间距、圆柱的相对大小、入射角等各种参数对一阶力、定常二阶力、附加质量和辐射阻尼系数以及振动圆柱的响应等的影响. 展开更多
关键词 波浪激励力 水波 水动力相互作用 绕射 圆柱
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FPSO型采油平台波浪漂移力的分析研究 被引量:10
12
作者 王科 许旺 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1261-1265,共5页
波浪平均漂移力是指由于波浪的一阶运动产生的二阶波浪力.对于系留状态的船型采油平台FPSO系统,不同波向波浪作用下、FPSO系统所受到的纵荡、横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力是设计其锚泊系统的重要依据.为了计算FPSO系统一阶波浪辐... 波浪平均漂移力是指由于波浪的一阶运动产生的二阶波浪力.对于系留状态的船型采油平台FPSO系统,不同波向波浪作用下、FPSO系统所受到的纵荡、横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力是设计其锚泊系统的重要依据.为了计算FPSO系统一阶波浪辐射和绕射问题,采用高阶边界元方法并考虑FPSO形状的对称性;波浪平均漂移力则运用近场解法在湿表面上直接进行压力积分获得.与常数单元方法相比,该方法具有很高的精度,特别是对于高频波浪能得到可靠的收敛解. 展开更多
关键词 FPSO系统 波浪平均漂移力 高阶边界元方法 近场解法
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深水平台二阶波浪力研究综述 被引量:5
13
作者 陈恒 王磊 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第4期124-128,共5页
回顾了近几年来深海平台二阶波浪力的研究成果。对几种典型深海平台结构二阶波浪力研究作了详细的阐述,包括理论分析、数值计算和实验验证等。最后指出目前该领域主要研究方向,作为进一步研究的参考。
关键词 平台 深海 二阶波浪力
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波浪能装置弹性系泊系统抗台风的设计与研究 被引量:2
14
作者 王文胜 游亚戈 +2 位作者 盛松伟 张亚群 王振鹏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1505-1510,共6页
针对波浪能装置的抗台风系泊问题,以鹰式三号波浪能装置为对象开展波浪能装置的弹性系泊系统抗台风的研究与设计。根据势流理论计算装置的一阶波浪力和二阶波浪力,其中二阶波浪力采用一阶势的压力积分方法求得。在忽略系泊系统低频运动... 针对波浪能装置的抗台风系泊问题,以鹰式三号波浪能装置为对象开展波浪能装置的弹性系泊系统抗台风的研究与设计。根据势流理论计算装置的一阶波浪力和二阶波浪力,其中二阶波浪力采用一阶势的压力积分方法求得。在忽略系泊系统低频运动与波频运动的耦合作用下,采用准静态分析方法,将装置的运动分解为平均静力位移、波频振荡运动和低频振动的叠加。根据鹰式三号波浪能装置实现对应主浪向的要求采用分布式系泊方式分别设计了4种方案,并通过模拟计算,最终选择最优的可行性方案。结果表明:在系泊线中加入可蓄能的弹性索和沉块浮筒蓄能构建件,可以有效减小系泊载荷峰值和控制结构物漂移半径,减少系泊锚链的使用量。 展开更多
关键词 波浪能装置 系泊系统 势流理论 波浪力 波频运动 弹性索 沉块浮筒 鹰式装置 系泊载荷 漂移半径 台风 准静态
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水深对软刚臂单点系泊FPSO动力响应的影响 被引量:10
15
作者 刘成义 唐友刚 李焱 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期25-32,共8页
系泊系统的定位能力是浅水油田作业的软刚臂式单点系泊FPSO安全作业的重要保障,为研究不同水深/吃水比下单点系泊系统的受力性能,针对一艘16万吨级软刚臂单点系泊FPSO,在线性三维势流理论的基础上,基于多体动力学方法,建立FPSO-系泊腿-... 系泊系统的定位能力是浅水油田作业的软刚臂式单点系泊FPSO安全作业的重要保障,为研究不同水深/吃水比下单点系泊系统的受力性能,针对一艘16万吨级软刚臂单点系泊FPSO,在线性三维势流理论的基础上,基于多体动力学方法,建立FPSO-系泊腿-软刚臂的耦合模型,采用Newman近似法和Pinkster近似法分析了FPSO所受二阶波浪力,在时域内计算了不同水深/吃水比对系泊系统动力响应性能的影响。结果表明,随着水深/吃水比的增加,Newman近似法计算得到二阶波浪力先增大后减小,引起单点系泊系统载荷先增大后减小;而Pinkster近似法计算得到的二阶波浪力逐渐减下,引起单点载荷逐渐减下。在浅水条件下,Pinkster近似法具有较好的适用性,Newman近似法严重低估了FPSO所受的二阶波浪力;在深水条件下,Newman近似法能满足工程计算的要求;适用两种方法的临界水深/吃水比为1.64。 展开更多
关键词 多体动力学 软刚臂系泊系统 Newman/Pinkster近似法 二阶波浪力 动力响应性能 水深/吃水比
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浅水浮式生产储油系统二阶波浪慢漂力数值计算 被引量:3
16
作者 李欣 王磊 杨建民 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期997-999,1009,共4页
应用三维线性势流理论和Ir.J.A.Pinkster的近场分析方法,对32万t级超大型浮式生产储油系统(FPSO)的二阶波浪力进行了数值仿真分析,研究了浅水情况下不同水深对FPSO二阶波浪力的影响,并与实验规律进行了比较,对浅水油田中FPSO的设计应用... 应用三维线性势流理论和Ir.J.A.Pinkster的近场分析方法,对32万t级超大型浮式生产储油系统(FPSO)的二阶波浪力进行了数值仿真分析,研究了浅水情况下不同水深对FPSO二阶波浪力的影响,并与实验规律进行了比较,对浅水油田中FPSO的设计应用有一定的实用意义. 展开更多
关键词 二阶波浪力 浮式生产储油装置 浅水
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风浪场波生横向彻体切应力的分析 被引量:2
17
作者 高山 孙孚 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期367-375,共9页
使用风浪经验公式和风浪传入近岸的小振幅波动理论计算并分析了地转条件下波生横向彻体切应力随风速、风区、水深等因素的变化规律。结果表明,彻体切应力随风速、风区的增大而增大,直到波浪达到完全成长状态,但增长速度并不规则;为更加... 使用风浪经验公式和风浪传入近岸的小振幅波动理论计算并分析了地转条件下波生横向彻体切应力随风速、风区、水深等因素的变化规律。结果表明,彻体切应力随风速、风区的增大而增大,直到波浪达到完全成长状态,但增长速度并不规则;为更加直观的显示彻体切应力的海流驱动作用,将其与定常Ekman漂流中的风生湍粘性力进行了有意义的比较,结果表明,在中、高纬度的通常海况下两者具有相同量级,因此,在有波浪场存在的条件下,由风、浪共生海流的总体强度将比理论Ekman漂流大,并且不会完全符合Ekman漂流理论的转向规律,在表层尤其明显。由此说明,在一定情况下在风生漂流研究中考虑由地转引起的波生横向彻体切应力是非常必要的。 展开更多
关键词 波生横向彻体切应力 风浪经验公式 Ekman漂流 风生湍粘性力
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半潜式采油平台波浪漂移力分析研究 被引量:3
18
作者 王科 贺大川 +1 位作者 施鹏飞 陈彧超 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期406-412,共7页
对于半潜式采油平台而言,波浪漂移力是设计其锚泊系统的重要依据,文章依据波浪辐射和绕射理论,采用高阶边界元方法并考虑了半潜式采油平台几何形状的对称性,应用近场解法得到半潜平台6个方向的波浪漂流力。研究中还采用了在半潜平台直... 对于半潜式采油平台而言,波浪漂移力是设计其锚泊系统的重要依据,文章依据波浪辐射和绕射理论,采用高阶边界元方法并考虑了半潜式采油平台几何形状的对称性,应用近场解法得到半潜平台6个方向的波浪漂流力。研究中还采用了在半潜平台直角边和角点处布置双重和多重节点的方法,该方法极大地提高了波浪漂移力的计算准确性和数值稳定性,特别是在高频波浪区域。 展开更多
关键词 半潜平台 波浪漂移力 高阶边界元方法 近场解法
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穿梭油轮和浮式生产储油轮并靠作业过程中横荡方向运动和漂移力研究(英文) 被引量:1
19
作者 王洪超 王磊 邹刚 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期262-279,共18页
文章针对穿梭油轮和浮式生产储油轮在并靠作业过程中在不同浪向和不同并靠间距情况下的船体一阶耦合运动及平均漂移力等水动力干扰情况进行了研究。通过研究发现,两船之间水动力干扰情况在不同的波浪频率区域,会出现放大或遮蔽效应,这... 文章针对穿梭油轮和浮式生产储油轮在并靠作业过程中在不同浪向和不同并靠间距情况下的船体一阶耦合运动及平均漂移力等水动力干扰情况进行了研究。通过研究发现,两船之间水动力干扰情况在不同的波浪频率区域,会出现放大或遮蔽效应,这与单浮体的水动力干扰情况有着很大的不同。计算结果表明由于另一浮体的存在,横荡平均漂移力不仅在大小上和单浮体水动力情况不同,而且在方向上也发生了改变。同时,鉴于横荡方向的运动和受力在动力定位控制系统中是非常重要的,该文可以为装有动力定位系统的穿梭油轮的安全作业,船体水动力干扰情况预测以及工程实践的初步设计提供相关参考和帮助。 展开更多
关键词 水动力干扰 并靠 横荡耦合运动 平均漂移力 中场法 动力定位系统
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应用高阶边界元法求解FPSO型采油平台波浪漂移力的研究(英文) 被引量:1
20
作者 王科 张志强 许旺 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第6期587-595,共9页
波浪平均漂移力是影响FPSO系统系泊、立管安装和卸载的重要外在荷载。文中针对英国北海正投入使用的萨哈林型式FPSO,应用高阶边界单元方法对其二阶水动力特性进行了计算分析,计算中考虑了物体的几何对称性,FPSO系统所受到的纵荡,横荡以... 波浪平均漂移力是影响FPSO系统系泊、立管安装和卸载的重要外在荷载。文中针对英国北海正投入使用的萨哈林型式FPSO,应用高阶边界单元方法对其二阶水动力特性进行了计算分析,计算中考虑了物体的几何对称性,FPSO系统所受到的纵荡,横荡以及首摇方向的波浪平均漂移力采用近场解法在湿表面上直接进行压力积分获得。与常数单元方法相比,该方法具有很高的精度,特别是对于高频波浪能得到可靠的收敛解。研究表明为了使得FPSO系统在恶劣海况下安全使用,FPSO系统必须始终保持迎浪状态工作。 展开更多
关键词 FPSO 波浪平均漂移力 高阶边界元方法 近场解法
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