论文摘要
半潜式生活支持平台是为钻井平台服务的辅助平台,长期处于复杂恶劣的海洋环境。生活支持平台和钻井平台靠泊跟随状态是指平台在自身动力定位,或者系泊辅助作用下,逐渐靠近生产平台的动态中间过程。此时支持平台尚未就位,登船栈桥尚未连接生产平台,支持平台自身系泊系统以及和钻井平台之间的连接缆均处在动态调整过程中。靠泊跟随的状态中,受到风浪流等环境载荷,操作失误或者定位系统失效都将导致支持平台与靠泊平台发生碰撞。本文首先对碰撞事故分析基本理论进行消化吸收,然后采用非线性有限元分析法对碰撞内外部机理进行分析,研究分析了半潜式生活支持平台在有无系泊状态下与供应船、钻井平台碰撞后的碰撞特性、碰撞耗散能及结构塑性变形吸能等与结构耐撞性能相关的一般规律。具体研究工作如下:（1）梳理了碰撞事故下半潜式生活支持平台规范适用性分析及碰撞事故基本理论,根据相关规范文献,以及船舶-海洋平台碰撞和穿梭油轮-FPSO碰撞历史事故统计,确定较为危险的碰撞参数（撞击速度、撞击角度、撞击位置等）,建立船-平台、平台-平台碰撞的典型工况;（2）应用非线性有限元分析方法,研究了无系泊状态下的半潜式生活支持平台与供应船在典型碰撞工况下立柱结构的结构损伤和能量耗散、转化等碰撞特性,在此基础上,对不同撞击速度、撞击位置和撞击角度等碰撞参数进行了敏感性分析;（3）对有系泊系统的半潜式生活支持平台进行碰撞特性的研究,分析受到碰撞载荷时生活支持平台的结构响应、运动响应和能量的耗散与转化,并与无系泊时半潜式生活支持平台的碰撞特性开展对比分析,研究分析系泊系统对平台碰撞特性的影响;（4）研究撞击速度、碰撞位置等参数对平台结构性能的影响。分析生活支持平台与钻井平台的相对运动过程（速度、撞深或碰撞力）、碰撞区域平台的结构损伤情况以及能量的耗散与转化情况,并分析碰撞参数对平台碰撞特性的影响。本文研究内容对于船-平台、平台-平台碰撞过程中系泊系统对碰撞结果影响的研究具有一定指导意义。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪论 1.1 研究背景及意义 1.2 国内、外研究现状及发展趋势 1.2.1 半潜式海洋平台碰撞国内外研究现状 1.2.2 碰撞机理研究现状 1.2.3 系泊系统研究现状 1.3 历史碰撞事故统计 1.3.1 半潜式平台-船舶碰撞事故的历史数据分析 1.3.2 穿梭油轮串靠浮式储油平台碰撞历史事故分析 1.3.3 平台碰撞速度与位置汇总 1.4 本文主要研究内容 1.5 本文创新点第2章 碰撞事故分析理论 2.1 概述 2.2 碰撞机理 2.2.1 准静态分析和有限元静力分析 2.2.2 非线性动态有限元分析 2.3 非线性动态有限元分析关键技术 2.3.1 接触算法 2.3.2 碰撞仿真中边界条件的讨论 2.3.3 流固耦合法与附加质量法 2.4 本章小结第3章 典型工况及碰撞模型建立 3.1 坐标及单位制 3.2 供应船和生活支持平台碰撞参数及计算工况制定 3.2.1 船-平台碰撞典型工况确定 3.2.2 供应船附连水质量讨论与确定 3.2.3 船-平台碰撞事故场景讨论 3.3 钻井平台和生活支持平台碰撞参数及计算工况制定 3.3.1 平台-平台碰撞典型工况确定 3.3.2 平台碰撞速度与位置汇总 3.3.3 生活支持平台和钻井平台附连水质量讨论与确定 3.3.4 平台-平台碰撞事故场景讨论 3.4 供应船、半潜式钻井平台和半潜式生活支持平台有限元模型建立 3.5 模型材料参数选择 3.5.1 材料失效应变值讨论 3.5.2 材料参数确定 3.6 本章小结第4章 生活支持平台-供应船碰撞特性及敏感性研究 4.1 典型工况结果分析 4.1.1 速度及撞深分析 4.1.2 碰撞力分析 4.1.3 结构损伤分析 4.1.4 考察单元应变分析 4.1.5 能量转化分析 4.2 生活支持平台-供应船碰撞速度敏感性分析 4.2.1 碰撞力对比分析 4.2.2 结构损伤对比分析 4.2.3 能量转化对比分析 4.3 生活支持平台-供应船碰撞位置敏感性分析 4.3.1 碰撞力对比分析 4.3.2 结构损伤对比分析 4.3.3 能量转化对比分析 4.4 本章小结第5章 无系泊生活支持平台-钻井平台碰撞特性及敏感性研究 5.1 典型工况结果分析 5.1.1 速度及形变分析 5.1.2 碰撞力分析 5.1.3 结构损伤分析 5.1.4 考察单元应变分析 5.1.5 能量转化分析 5.2 生活支持平台-钻井平台碰撞速度敏感性分析 5.2.1 碰撞力对比分析 5.2.2 结构损伤对比分析 5.2.3 能量转化对比分析 5.3 生活支持平台-钻井平台碰撞位置敏感性分析 5.3.1 碰撞力分析 5.3.2 结构损伤对比 5.3.3 能量转化对比分析 5.4 本章小结第6章 有无系泊支持平台-钻井平台碰撞特性对比及敏感性研究 6.1 系泊系统设置 6.1.1 系泊布置 6.1.2 系泊模拟 6.1.3 系泊状态下平台-平台典型碰撞场景建立 6.2 有无系泊生活支持平台典型工况碰撞特性对比 6.2.1 速度及形变对比分析 6.2.2 碰撞力对比分析 6.2.3 结构损伤对比分析 6.2.4 考察单元应变对比分析 6.2.5 能量转化对比分析 6.3 系泊状态下生活支持平台碰撞速度敏感性研究 6.3.1 碰撞力对比分析 6.3.2 结构损伤对比分析 6.3.3 能量转化对比分析 6.4 本章小结总结与展望 本文研究工作总结 展望参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 李天佑
导师: 蒋志勇,谷家扬
关键词: 船平台碰撞,平台平台碰撞,非线性有限元分析,碰撞特性分析,碰撞参数敏感性分析,模拟系泊系统约束
来源: 江苏科技大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 海洋学,船舶工业
单位: 江苏科技大学
分类号: U674.38;P75
DOI: 10.27171/d.cnki.ghdcc.2019.000392
总页数: 139
文件大小: 21602K
下载量: 43
相关论文文献
标签：船平台碰撞论文; 平台平台碰撞论文; 非线性有限元分析论文; 碰撞特性分析论文; 碰撞参数敏感性分析论文; 模拟系泊系统约束论文;
