基于OTG-13的半潜平台气隙计算方法研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mazhiqianggege
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随着人类资源开发利用逐渐向深远洋迈进,深海浮式海洋装备的发展越来越受到全世界的广泛关注。与此同时深海极端海况的出现也日益频繁,气隙不足导致的波浪砰击造成的海洋平台结构破坏与整体失稳问题也一直受到学术和工程领域的广泛关注。各船级社也对此提出了更严格的气隙要求。本文正是在此背景之下,依托某半潜平台并根据挪威DNV船级社2019年更新的DNV-GL-OTG-13规范对半潜平台的气隙进行了分析计算。并与相关模型试验数据进行对比,发现了存在的部分问题,随后通过势流理论以及计算流体力学(CFD)的方法对存在的问题进行了较深入的分析和研究。并得到了一些有意义的结论。具体工作内容如下:(1)首先,对DNV-GL-OTG-13规范进行了深入研究,总结出了基于势流理论频域分析方法的半潜平台上涌及气隙计算分析方法与流程。(2)对某型半潜平台进行上涌、气隙的分析与计算,随后与模型试验得到的结果进行了比对,最终发现基于OTG-13规范的数值方法得到的上涌气隙极值普遍较试验结果偏保守,且偏保守程度较大。(3)为了进一步探究偏保守结果的原因,决定利用CFD的方法对上述问题进行深入的分析计算。经研究发现:忽略水粘性对波面升高幅值削弱作用以及过大估计波浪非对称性导致的波面升高幅值被高估是造成上涌及气隙结果偏保守的主要原因;同时为了进一步探究粘性以及波浪非对称性各自对上涌结果的影响程度,又设计了两组数值实验对照组,最终发现波浪非对称性的过大估计是造成上涌结果偏保守的更为主要的原因。综上,本文基于根据OTG-13规范计算上涌过程中存在的问题,成功利用数值实验对照组的方式初步验证了造成问题的主要原因所在。并创新性地提出利用CFD方法对上涌计算分析流程进行一定的改进,从而能够为今后半潜平台的气隙性能以及砰击的预报提供更加准确可靠的参考依据。
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