1、石油作為目前世界能源供給的主要來源,已成為推動國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。近年來,隨著人類開發(fā)海洋油氣規(guī)模的不斷擴(kuò)大,淺海油氣資源的開發(fā)已日漸飽和,世界各國已紛紛將目光投向深水海域。而我國南海石油資源豐富,已成為我國海洋石油開發(fā)的希望。水中井口技術(shù)是國際海洋工程界最新發(fā)展的深海鉆井技術(shù),該新型深海鉆井裝置(ArtificialBuoyantSeabed,簡稱ABS)的有關(guān)技術(shù)和設(shè)計尚處于不斷探索和改良階段。這既是我國趕上海洋科技發(fā)達(dá)國家

2、的機(jī)遇,也是科研實力與技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)。本文第一部分主要介紹了水動力性能研究的基本理論和方法。首先介紹了鈍體繞流的流場特性和流固耦合問題,包括流固耦合時的“鎖定”現(xiàn)象和不同的旋渦脫落模式。接下來介紹了平臺在波浪上的運動理論和湍流理論,包括線性波理論、頻域分析方法和湍流模型等。最后介紹了動網(wǎng)格方法及UDF,用于運動物體數(shù)值模擬的網(wǎng)格更新和自定義功能。本文第二部分分別對ABS和鉆井平臺誘導(dǎo)運動下ABS系統(tǒng)的水動力性能進(jìn)行研究。對ABS進(jìn)行分析

3、時,分別進(jìn)行了2維和3維模型固定繞流與流致運動的數(shù)值模擬,對不同流速,不同來流方向下ABS受力情況及旋渦脫落模式進(jìn)行了對比,并對流致運動情況下ABS所受升力進(jìn)行譜分析。對ABS系統(tǒng)進(jìn)行分析時,首先應(yīng)用Sesam軟件計算了不同頻率規(guī)則波作用下錨泊鉆井平臺的運動,然后考慮該運動對ABS系統(tǒng)的誘導(dǎo)運動,對ABS系統(tǒng)進(jìn)行水動力分析和關(guān)鍵節(jié)點強(qiáng)度分析。本文第三部分主要介紹了鉆井平臺與ABS系統(tǒng)聯(lián)合物理模型的試驗研究。從模型水動力試驗的發(fā)展歷程說起