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保持足够的甲板气隙高度以减少甲板上浪的概率是确保半潜式钻井平台结构安全和正常作业的必要条件,需要在平台设计和基于作业地点的评估过程中进行分析计算。半潜式平台是浮式海洋结构物,根据波浪势流理论,平台受到的波浪力可分解为辐射和绕射两种作用力,平台在这些力的作用下会发生运动,此外随着波浪的运动波浪表面高度也在不断变化,为避免甲板遭受波浪抨击,应保证平台甲板始终高于波平面。所谓气隙就是平台甲板底部与波浪表面之间的垂向距离,本文针对波浪对平台运动及气隙的影响进行了较为深入的研究。 在论文的开始部分,对波浪理论进行简单的回顾和介绍;在论文的第二部分,结合一座半潜式平台的算例,对随机波浪下的结构运动和气隙响应进行了分析和研究。本文的主要研究方法为采用边界元数值法计算出算例平台的运动响应函数和设定计算位置点的波面升高响应函数,将二者叠加求得给定点的相对波面升高响应函数,结合波浪谱并根据线性变换原理计算得到给定海况下的谱函数,以3小时为统计时长,对平台的气隙响应进行了统计预报。文章还对工作水深、平台吃水、波浪周期和浪向等可能影响气隙的参数进行了深入的研究,给出了平台设计时需要重点关注的气隙探测点。 本文在波浪模型和平台运动模型上仅考虑一阶绕射,不考虑二阶及更高阶绕射,并且用不对称扩大因子对所计算的波面升高进行修正,相对于二阶及高阶计算,简化了计算并基本符合工程应用需要。