为揭示半潜式平台涡激运动的影响机理,采用剪切应力输运SST k-ω湍流模型数值模拟了方形四立柱半潜式平台在均匀流作用下的涡激运动特性。分析了平台在0°、15°、30°和45°流向角时的横荡、纵荡和艏摇运动响应,以及流向角对运动幅值和涡激力的影响。研究表明流向角对运动幅值和涡激力均有较大影响。大多数流向角下,横荡幅值大于纵荡,但仍处于一个数量级,纵荡不可忽略;在系泊刚度系数较小时,艏摇最高可达25°以上,同样不可忽略;此外,还发现与圆柱结构涡激运动不同,方形四立柱平台往往呈现出涡激运动和驰振相结合的特点,这可能与流向角及结构特征有关。在不同流向角下,升力系数和艏摇力矩系数主频率比始终保持为11,可以推断艏摇由横荡主导。

为了分析漂浮式风机的风机系统与基础平台相互影响的数值规律,选取OC4 DeepCwind半潜式平台和NREL 5MW风机,利用开源软件FAST进行全耦合分析计算。结果表明,风机的自身转动使平台的运动偏离原有平衡位置,偏移量与风速大小有关,但垂荡运动不受影响;平台轴向移动对风机的影响较小,而平台的绕轴转动对风机气动载荷的影响显著。系泊系统受力情况与风载荷相关,0o风向下,直接迎风的1号系泊缆张紧,受力与风速呈正比,2号、3号系泊缆松弛,受力与风速呈反比,值得注意的是,3根系泊缆受力总和始终保持不变。

以国内某深水半潜式生产储油平台的舱底水系统为研究对象,首先对该平台舱底水泵的需求及气动隔膜泵的工作原理、优点做了详细介绍,总结得出气动隔膜泵应用于半潜式生产储油平台舱底水系统的可行性,并介绍了通过增加隔膜监测传感器应对气动隔膜泵失效原因最多的隔膜破裂问题。其次对该平台舱底水泵的调试技术进行了介绍,特别是调试过程中经常出现的泵吸水困难、隔膜监测装置与平台中控系统信号类型不匹配的问题进行了描述和原因分析,提出了解决措施。最后实践验证了气动隔膜泵用于舱底水系统的可行性,测试结果满足要求,对现场操作维护和完善设计具有指导意义。

为了研究半潜式垂直轴浮式风机纵荡运动对风机气动载荷的影响,本文建立了5MW浮式风机、平台、系泊系统全非线性耦合的计算模型,采用流体固体交互方法和重叠网格技术对风浪双激励下平台纵荡运动时的风机气动载荷进行分析,研究了不同速比下纵荡运动对转矩系数、叶片推力系数、能量利用率的变化规律,并与相同速比下陆地垂直轴风机进行比较。结果表明:高速比下平台以较高纵荡均值做高频小幅振荡;回复运动时转矩系数大于正向运动时转矩系数;能量利用率系数在中低速比时大于陆地风机;叶片推力系数和转矩系数变化趋势相同。本文的研究结论对于分析浮式风力机叶片载荷和估算深远海风场年发电量具有理论指导意义。

针对某半潜式风机平台,采用锚链和聚酯纤维绳分段连接形成张紧式系泊系统,建立环境载荷数学模型及环境载荷作用下的平台及系泊系统动力学方程。通过Simulink集总参数计算与AQWA数值仿真2种方式,对比分析风载荷阶跃输入、浪载荷正弦输入作用下平台的响应特性。结果表明,Simulink集总模型计算结果与AQWA数值仿真结果较为吻合,这在一定程度上说明了集总参数建模方法的合理性。研究发现,在风阶跃输入作用下平台主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,其中横荡稳定时间较短,但偏移量相对较大,而垂荡和横摇的稳定时间较长且基本一致;在浪正弦输入作用下平台同样主要表现出横荡、垂荡、横摇3个自由度方向的响应,此时横荡幅值相比垂荡同样较大。横荡位移与振幅较大的原因在于采用了张紧式系泊的半潜式平台设计,进一步约束该自由度是...

在半潜式平台定位中,锚机是其配套使用的关键设备之一,其性能的优劣直接决定整个平台的安全性和工作可靠性。通过对半潜式平台定位模式分析,着重介绍了平台配套用4种主要形式锚机的功能和特点,以及国内外锚机技术发展趋势,以期加快研发具有我国自主知识产权、配套半潜式平台用锚机系统。

半潜式平台通过多点系泊的方式被固定于海面的指定区域内,在风、浪、流等环境载荷的联合作用下,做具有一定规律性的耦合运动。文中根据牛顿第二运动定律建立六元二阶运动微分方程组,描述半潜式平台在6自由度方向上的运动,并使用数学模型计算、有限元分析和数值拟合等方法,对方程组中的环境载荷、质量系数、阻尼系数和刚度系数4个未知量做了分析。使用Unity3d建立视景仿真系统,在系统中使用差分法解算平台运动微分方程组,分析平台在6自由度方向的运动规律。