Spar平台垂荡板水动力特性强迫振动试验研究
2012-01-08柳淑学李金宣
海洋工程 2012年3期
柳淑学,赵 敏,李金宣,滕 斌
(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连 116024)
Spar平台垂荡板水动力特性强迫振动试验研究
柳淑学,赵 敏,李金宣,滕 斌
(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连 116024)
采用强迫振动试验的方法,对Spar平台不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和粘性阻尼系数进行了系统研究。分析研究了实心垂荡板和开孔垂荡板对Spar平台水动力特性的影响,并将Spar平台整体模型的试验结果与圆柱体和单独考虑垂荡板时的试验结果比较,结果表明垂荡板结构能有效提高Spar平台的附加质量系数和粘性阻尼系数,在KC=0.2~1.3时,开孔率为5%的开孔垂荡板Spar平台和实心垂荡板Spar平台相比,粘性阻尼有所提高但是附加质量减小。试验进一步研究了垂荡板间距对Spar平台水动力性能的影响,得到了水动力系数随垂荡板间距的变化情况,研究成果对实际工程中Spar平台的优化设计具有一定的指导意义。
Spar平台;附加质量系数;粘性阻尼系数;水动力特性
Spar平台作为一种用于深海油气开采、生产和加工处理的海洋结构物,是深海油气勘探开发最重要的发展概念之一[1]。第一代Spar平台的主体是一个圆柱体结构,垂直悬浮于水中,在深水环境中运动稳定,安全性良好,但是由于平台主体的直径大且吃水很深,建造时需消耗大量的钢材,也减少了平台的有效荷载[2]。为了克服这些缺点,人们设计出了第二代Spar平台——Truss Spar。Truss Spar平台的特点是用桁架结构代替了传统式Spar的中段,并在桁架结构中安装了垂荡板。……
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