运动性能的优劣直接影响着张力腿平台的设计形式以及结构用钢量等等,进而影响着平台的经济效益,是张力腿平台设计的关键所在。张力腿平台的运动响应可以分为波频、低频和高频三个范围,在这三个范围的响应中,系索对平台运动的耦合都是非常重要的。本文从简单的波频运动响应入手,对建立一套进行平台和系索耦合动力分析的方法进行了研究。 首先根据三维势流理论,给出了求解无航速浮体三维非定常扰动势的定解条件,并采用分布源汇的常值面元法进行求解,计算了浮体的入射波力、绕射波力以及附加质量和阻尼系数。给出了静恢复力系数、大尺度构件粘性曳力系数的计算方法,并采用作功相等原理对曳力项进行了线性化,从而确定了平台波频运动响应的波浪载荷。 其次,对张力腿系索进行受力分析,建立了系索质点的运动方程。将系索离散成三维弹性梁单元,通过在整个单元长度上应用Galerkin积分建立了系索运动有限元模型的求解方程,并给出了各部分的物理意义。对于微幅运动,将方程线性化,建立了在频域范围内求解的方程。 最后,根据平台和系索连接点的运动和受力协调,给出了简化为弹簧和三维梁单元模型的系索耦合刚度计算公式,建立了平台和系索的耦合运动方程,并进行了求解。