深水半潛式平臺(tái)氣隙響應(yīng)概率分析與數(shù)值研究.pdf

1、半潛式平臺(tái)因其運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、適應(yīng)水深范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在深海油氣勘探和開采中得到了廣泛應(yīng)用。復(fù)雜惡劣的深海海洋環(huán)境對(duì)半潛式平臺(tái)的安全性形成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其中氣隙性能的好壞關(guān)系著生產(chǎn)作業(yè)及人員的安全，是半潛式平臺(tái)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。海洋工程界往往通過模型試驗(yàn)測(cè)得的相對(duì)波浪升高來研究和確定平臺(tái)的氣隙性能。
　　本文以一設(shè)計(jì)水深為1500 m的半潛式平臺(tái)為研究對(duì)象，對(duì)其在極端海況下的氣隙響應(yīng)開展概率分析和數(shù)值預(yù)報(bào)研究。首先進(jìn)行

2、數(shù)值計(jì)算，得到半潛式平臺(tái)水動(dòng)力計(jì)算結(jié)果，為模型試驗(yàn)提供可靠的依據(jù)。接著進(jìn)行水池模型試驗(yàn)研究，獲得一系列水動(dòng)力特性及典型位置處的相對(duì)波浪升高時(shí)歷數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行完善。
　　其次對(duì)模型試驗(yàn)中不同海況不同位置處浪高儀測(cè)得的相對(duì)波浪升高時(shí)歷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，讀取每一時(shí)歷中的峰值數(shù)據(jù)構(gòu)成次序樣本，對(duì)其進(jìn)行概率分析。假設(shè)每組相對(duì)波浪升高峰值服從雙參數(shù) Weibull分布和三參數(shù)非線性Rayleigh分布，引入L矩法，分別對(duì)兩

3、模型中的未知參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，得到相應(yīng)的超越概率分布曲線。根據(jù)結(jié)果分析得到三參數(shù)非線性Rayleigh分布模型更能反映相對(duì)波浪升高峰值分布，但不能有效的擬合較小超越概率所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)值。進(jìn)而引入高階LH矩法對(duì)該模型進(jìn)行進(jìn)一步研究分析，結(jié)果表明：隨著LH矩階數(shù)的增加，三參數(shù)非線性Rayleigh分布可以很好的擬合非線性較弱的一年一遇海況下相對(duì)波浪升高較大部分峰值，對(duì)于百年一遇海況下非線性較強(qiáng)的相對(duì)波浪升高較大部分峰值，擬合程度較L矩法也顯著