1、隨著近水油氣資源的開發(fā)殆盡,海洋資源的開采已逐漸步入深海。浮式海洋結(jié)構(gòu)物作為深水油氣資源開發(fā)的利器,其所處的海洋環(huán)境極其惡劣,動力響應十分復雜。深水浮式系統(tǒng)的動力響應是整個浮式系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù),準確預報浮式結(jié)構(gòu)物對的運動響應及其系泊纜索的動力響應有著及其重要的作用。水池模型試驗是預報浮式系統(tǒng)動力特性最可靠的方法,然而由于水池的尺寸有限,對于深水浮式結(jié)構(gòu)物而言,在常規(guī)縮尺比下很難滿足其試驗要求。為解決深水浮式結(jié)構(gòu)物模型試驗的問題,混合模型試

2、驗方法被提出,即用水深截斷系泊系統(tǒng)代替全水深系泊系統(tǒng)進行模型試驗。然而水深截斷系泊系統(tǒng)并不能完全等效替代全水深系泊系統(tǒng),兩者的動力特性存在差異,且差異隨截斷因子的增大而增大,因此對混合模型試驗進行深入研究是必要的。
　　本文以一座中海油深水半潛式平臺的混合模型試驗為背景,對混合模型試驗及水深截斷系泊纜索的動力特性展開研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1.水深截斷系泊纜索的靜力等效設(shè)計。運用懸鏈線法完成系泊系統(tǒng)的靜力分析,采

3、用經(jīng)驗公式和迭代法設(shè)計了全水深400m懸鏈線系泊纜索的200m非均質(zhì)截斷系泊纜索及全水深為1000m懸鏈線系泊纜索的200m均質(zhì)截斷系泊纜索。從全水深系泊系統(tǒng)和水深截斷系泊系統(tǒng)的靜力特性對比可知,截斷方法可行。
　　2.大水深截斷因子水深截斷系泊纜索選型研究及水深截斷系泊纜索動力相似設(shè)計。對三種水深截斷因子為5的水深截斷系統(tǒng)與半潛式平臺進行全時域耦合分析,提取平臺的運動響應及纜索的動力響應,與相同條件下全水深系統(tǒng)的響應進行對比,綜

4、合各項因素,確定最適合用于模型試驗的水深截斷系泊纜索型式。在完成全水深為1500m、1000m及400m的懸鏈線系泊纜索的200m水深截斷系泊纜索靜力相似設(shè)計后,進行進一步的動力改進相似設(shè)計。
　　3.以半潛式平臺在1500m和1000m水深作業(yè)為背景,進行模型試驗,得到平臺的運動響應和代表性的纜索張力。用SESAM軟件的Wadam模塊對截斷水深模型試驗進行數(shù)值重構(gòu),在DeepC模塊中進行數(shù)值外推。對比三種不同截斷因子的水深截斷系