， ， ，

(哈尔滨工程大学 船舶工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150001)

0 引 言

在深海系泊浮体分析中，系泊缆索和立管的动态响应对浮体有很大影响，需采用动力耦合方法求解浮体与系泊缆索及立管的相互作用。系泊浮体耦合运动包括3个方面：浮体水动力建模、系泊缆索力学分析建模和系泊缆索的耦合算法。按照JACOB等[1]的讨论，耦合算法有“强耦合”方法和“弱耦合”方法。“强耦合”方法将浮体和系泊线动力学方程通过弹簧反力(矩)和阻尼力(矩)耦合在一起，形成一个浮体和细长杆件动力学系统同时求解的多自由度方程组，在这种方法中浮体和系泊缆索是整体求解的。“弱耦合”方法将浮体动力学模块和柔性杆件动力学模块独立求解，两者通过位移和受力的传递进行耦合。RAN[2]和GARRET[3]分别开发了时域全耦合动态分析程序。KIM等[4]将聚酯缆材料的非线性数学模型融合进系泊缆索的运动和控制方程，并与深海平台进行耦合分析。ZHANG等[5]分别采用准静态耦合、半耦合和全耦合3种方法对某Spar平台进行数值模拟，并将结果与试验进行对比。袁梦[6]研究了聚酯缆的动力特性，并对某张紧式Spar平台进行耦合动力分析。杨敏冬[7]对风、浪、流共同作用下的Truss Spar平台分别进行了静态耦合模拟和动态模拟。基于JING等[8]提出的异步耦合方法，马山等[9-11]开发了深海浮体与系泊、立管的动力耦合分析程序，在对单点系泊FPSO、Spar平台的动力响应分析中得到了很好的验证。该方法属于“弱耦合”方法，由于系泊系统作为独立模块求解，适合采用并行计算。……