波浪对半潜式平台稳性的影响研究

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总体来说,对于半潜式平台的稳性研究,大多只考虑了风倾力矩的影响而不考虑波浪对平台稳性的影响,但半潜式平台在拖航过程中遭遇的波浪同样会对平台产生较大的倾覆力矩,影响平台的稳性,所以本文在频域中模拟平台在远洋拖航中受到的波浪作用,考虑波浪作用对半潜式平台稳性的影响。
  为了研究波浪对平台稳性的影响程度,首先考察不考虑波浪作用下的稳性情况,以提供后面分析比较的参照物。为此,利用Moses软件,建立了一半潜平台的数值模型,计算了其静水力和舱容数据,保证数值模型的准确性。之后,结合相关的平台稳性规范要求,对平台的完整稳性选取了3个吃水、24个风向角、2种风速,共96种计算工况,对平台的完整稳性进行了计算分析;对平台的破舱稳性选取了8种破舱组合,3个吃水、24个风向角,共480种计算工况,对平台的破舱稳性进行了计算分析,计算结果表明,在上述各种计算工况下,目标平台的稳性优良,完整稳性和破舱稳性均满足规范规定的稳性衡准要求。
  得到不考虑波浪作用下的平台稳性特征后,对该平台进行频域计算,在0°-180°的浪向范围内以5°为间隔共计37个浪向,分别计算每个浪向下平台的最大倾角和和波浪对平台的最大弯矩。最后提出两种分析方法,分别考虑最大倾角和最大弯矩的影响。首先把波浪对平台稳性的作用,用最大倾角这一参数来表征,即在常规稳性分析时,加入这一最大倾角,结果显示平台稳性只有较小程度的下降,完整稳性的最小面积比下降了6.76%,破舱稳性的最大倾斜角上升了8.72%,表明此分析方法对波浪作用考虑可能还不够,平台还存在稳性风险;其次波浪对平台稳性的作用,用最大弯矩这一参数来表征,即在常规稳性分析时,加入这一最大弯矩,计算37个浪向角和24个风向角为组合共888种计算工况,结果显示该平台的完整稳性和破舱稳性均大幅降低,在最危险的环境条件下完整稳性面积比最小值由3.16降至0.04,风雨密进水口低至水线以下,复原力矩曲线包含的倾斜角范围由14.71°降至6.38°,不再满足规范要求。由于此分析方法实质上是将波浪瞬态最大倾矩视为一种静矩,可能会过多考虑波浪载荷对稳性的影响,是一种偏于安全的方法。因此,该研究方法的准确性有待下一步实验验证。
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