深海Spar平台月池流体运动特性及平台主体-月池流体耦合非线性运动研究

项目名称： 深海Spar平台月池流体运动特性及平台主体-月池流体耦合非线性运动研究

项目编号： No.51179125

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 水利工程

项目作者： 刘利琴

作者单位： 天津大学

项目金额： 60万元

中文摘要： Spar平台月池底部呈半封闭状态，随着平台的升沉和摇摆运动，海水不断流入流出月池，在波浪幅值大、频率成分丰富的高海况下，月池内海水的大幅非线性晃动将被激发，月池流体与平台主体运动耦合显著，严重影响平台主体运动。本项目研究高海况下深海Spar平台月池流体运动及平台主体与月池流体耦合非线性运动特性。采用计算流体力学方法，研究月池流体的大幅非线性运动；基于模态理论和有限元法，研究月池流体运动的等效力学模型；综合考虑平台主体垂荡-纵摇耦合的非线性参数激励运动及月池流体的流动，建立平台主体-月池流体耦合运动模型；考虑主体模态内共振关系，研究耦合系统的能量饱和及传递、运动响应跳跃、超谐和亚谐分岔及混沌等非线性行为，揭示月池流体对平台主体运动的影响规律，对月池及内部结构参数进行优化设计，有效发挥月池对平台运动的调控作用。本项目为精确预报高海况下Spar平台运动响应及提高平台动力稳定性奠定一定的理论基础。

中文关键词： 平台-月池耦合；月池流体自振；非线性；计算流体动力学；等效单摆模型

英文摘要：

英文关键词： coupling between the moon pool and the platform；natural vibration of moon pool liquid；nonlinear；CFD；equivalent pendulum model