随着陆上和近海石油资源的逐渐减少甚至枯竭,为了满足日益增长的能源需求,世界发达国家将油气资源的开发重点定在了深海。立柱式平台即为这种用于深海石油的开采、生产、处理加工和储存的平台结构形式之一,而被广泛的应用于现在的水深较大的深海油气田中。 现在深海立柱式平台多应用负压吸力锚,相应的采用了半张紧的斜拉式的锚泊方式。新的锚泊形式和锚泊材料使悬链线方法不再适用。本文针对这一问题,建立了有限单元模型来提供锚缆的刚度计算。静力分析中,通过对锚缆的受力分析,将波浪力,流力,重力化为节点力,通过牛顿法迭代求解非线性方程组,求解锚缆上各节点的位移向量,进而求解各节点的张力向量。动力分析中,考虑了由锚缆运动产生的惯性力和附加质量,在每个时间点上假定锚缆单元瞬时动力平衡,通过建立锚缆和立柱平台的运动方程。应用Houbolt法计算时域内锚缆的动力运动方程,求解出锚缆各节点的运动及位移参数,进而通过刚度求解各节点张力。4阶龙格-库塔法计算求解平台浮体的动力响应方程,求解个自由度下的平台的位移及运动参数(其中采用三维频域GREEN函数法计算浮体在波浪激励下的水动力系数和波浪激振力,平台浮体在波浪中运动的时域方程由快速傅立叶变换将频域结果得到)。通过两者的耦合迭代计算,得到了在与平台相互作用中的锚缆的频域以及时域运动响应特性。文中程序均由FORTRAN语言编写。 本文通过建立锚缆有限杆单元模型,提供了适用于水深较大的立柱式平台的锚泊系统动力分析的较为简便的算法。该方法可以方便的用于在波浪作用下的立柱式平台的锚泊系统动力分析,进行运动与荷载计算,通过与以有数据比较得出该方法具有工程上可以接受的精度。