深海系缆动张力的超谐动力响应
2012-03-16张若瑜唐友刚宋吉哲刘利琴
船舶力学 2012年7期
张若瑜,唐友刚,宋吉哲,刘利琴
(1天津大学建筑工程学院暨港口与海洋工程教育部重点实验室,天津300072;2中国船级社天津分社,天津300457)
1 引 言
Spar平台主体在风浪流的作用下一旦遇到极端海况,则会引起平台发生大幅运动,一般认为,平台浮体运动是引起系泊系统缆索动张力的主要原因。因此考虑平台主体运动分析系泊系统的动力响应是十分重要的。Aamo[1]建立了在水中悬挂缆索有限元模型,用Morison公式计算缆索受到的水动力,忽略缆索附加质量,推导出了两端固定的系缆运动方程,给出系统整体解的存在性和唯一性。Huang[2]用单自由度模型计算松弛张紧条件下系缆—浮体系统在垂荡运动下的动力特性。Chen[3]基于细长杆理论用有限元方法建立了深海系泊系统模型,研究了系泊系统与平台主体之间的动力相互作用。Kim[4]用等参曲线索单元计算几何非线性有限元方程,求出单元切线刚度矩阵和质量矩阵,用罚函数法和载荷增量法确定初始平衡点,最终得到在水流,规则波和不规则波以及精确计算Morison力对海中缆索的作用。张素侠[5]综合考虑系泊缆绳和系泊浮体的相互耦合作用以及缆绳的粘—弹特性,根据冲击动力学理论建立缆绳—浮体系统冲击之后和冲击之前的运动方程,计算了不同参数条件下系泊缆索的动力响应。Sarkar[6]研究了在随机波浪激励下系泊浮体的非线性动力响应,并且在频域内分析了由于海上平台随机运动引起的悬链系泊索的动力特性。……
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