(海洋石油工程股份有限公司, 天津 300451)

0 引 言

图1 油船艏向时历曲线

单点系泊系统中的船舶受到风、海流和波浪等外力作用会产生长周期的鱼尾状摆动。以CALM单点系泊系统为例，图1为产生鱼尾摆动时，油船艏摇角度的时历曲线。可以看出，虽然风浪流同向，但油船艏向并不稳定，油船在平衡位置处做周期性摆动，这种现象被称为“鱼尾效应”。在有些情况下，艏摇运动的幅度会很大，油船无法保持在环境力最小的方向，这样系船缆、锚链中会产生较大的张力，导致断缆、走锚等事故[1]。随着海上油田的开发与原油装卸的需要，此问题越发得到重视，人们对此进行了广泛的研究。

现有研究通常基于某个特定因素进行，或者基于试验结果对现象进行分析，鲜有对该问题的全面分析和研究。本文针对CALM单点系泊系统存在的“鱼尾效应”，采用时域耦合的方法对该现象进行数值模拟，对影响该效应的外部环境因素和系统内部参数进行全面分析。

1 系统描述

CALM单点系泊系统包括：外输浮筒、系泊锚链、系船缆、漂浮软管、水下软管、水下管汇和海底管道等。外输浮筒通过6条相互间隔60°分布的锚链系泊到海床。在浮筒顶部配备转台以允许连接的油船具有风向标效应以减小油船所受的环境载荷。油船通过系船缆连接到浮筒的转台上。原油通过漂浮软管从油船输送至外输浮筒上，再经水下软管输送至海床上的水下管汇，最后通过海底管道输送至陆地炼厂。……