FPSO單錨搖臂系泊系統(tǒng)的非線性動力特性研究.pdf

1、實驗和研究工作表明,FPSO系泊系統(tǒng)恢復剛度為分段線性特性.油輪在實際使用中會遭遇各種波浪頻率的波浪作用,導致油輪的運動的狀態(tài)發(fā)生突變,引起系泊載荷發(fā)生瞬時大幅的增加,從而導致系泊索被破壞行為的發(fā)生.本文考慮FPSO單點系泊系統(tǒng)分段線性特性建立控制方程,研究系統(tǒng)的固有動力學特性及波浪作用下的運動響應,揭示系泊系統(tǒng)運動的動力特性,為FPSO系泊系統(tǒng)的系泊載荷的確定奠定理論基礎. 本文綜述了FPSO系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、系統(tǒng)組成及研究進展

2、.利用經驗公式求得波浪載荷幅值,采用ALP公司的SYS系統(tǒng)為模型原型,通過實驗得到單點系泊系統(tǒng)的恢復力與位移關系曲線,并將實驗曲線分段線性化,得到分段恢復剛度k<,1<-18t/m,k<,2>=33.8t/m.考慮分段恢復剛度及油輪縱蕩,建立單點系泊系統(tǒng)的運動方程.分析了單點系泊-25萬噸油輪系統(tǒng)的固有運動特性,得到系統(tǒng)的運動周期為529.96s；考慮不同的波浪參數(shù),計算了系泊油輪的縱蕩運動響應并進行了穩(wěn)定性分析,得到了不同分段恢復剛度

3、比的無阻尼幅頻響應曲線及有阻尼幅頻響應曲線. 計算分析表明,當恢復剛度k<,1>=k<,2>時,分段線性系泊系統(tǒng)的運動特性與為線性結構系統(tǒng)相同；當系泊系統(tǒng)兩段恢復剛度的比值減小時,系泊系統(tǒng)油輪縱蕩運動的幅值出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象,在隨機波浪作用下,系泊油輪的運動可能從小幅運動突變到大幅運動,系泊結構因此受到沖擊載荷.波浪頻率與系統(tǒng)固有頻率比Ω=1時,系統(tǒng)產生主共振響應；當Ω=3時,系泊系統(tǒng)產生1/2亞諧共振響應；當Ω=4時,系泊系統(tǒng)產生1