深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究.pdf

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1、第27卷第5期中国海洋平台V01．27No．52012年lO月CHINAOFFSHOREPLATFORMOct．，2012文章编号：1001—4500(2012)05—0034-070深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究张朝阳’刘俊1，白艳彬(1．上海交通大学，上海200240；2．华盛顿州立大学，华盛顿99163)摘要：采用确定性设计疲法、随机性设计波法和长期预报三种不同方法对深水半潜平台波浪栽荷计算进行研究。综合考虑了波陡、海域、回复期、波浪谱形式等因素对设计波结果的影响，对不同方法的计算结果进行了对比分析。针对南海海域工作的深水半

2、潜平台波浪栽荷计算方法提出合理建议，分析结果可为同类半潜平台渡浪裁荷计算提供参考。关键词：深水半潜平台；波浪栽荷；设计波；短期预报；长期预报中图分类号：P751文献标识码：AStudyonDesignWaveMethodsofCalculatingtheWaveLoadsofaDeep——waterSemi—-submersiblePlatformZHANGChao—yan91，LIUJunl，BAIYan—bin2(1，ShanghaiJiaoTongUniv．，Shanghai200240，China；2．WashingtonState

3、University，WashingtonState99163，USA)Abstract：Threedifferentdesignwavemethodsincludingdeterministiemethod，stochas—ticmethodandlong--termresponsemethodarestudiedtocalculatethewaveloadsofadeep—-watersemi—submersibleplatform．Theinfluencefactors0ndesignwaveresultsincludingwaves

4、teepness，seaarea，returnperiodandwavespectrumformaretakenintoaccount，andthede—signwaveresultsofdifferentmethodsarecomparedandanalyzed．Reasonableproposalsareputforwardforcalculatingthewaveloadsofadeep。。watersemi_。submersibleplatformintheSouthChinaSea．Theresultsarehelpfulforw

5、aveloadscalculatingofsimilarplatforms．Keywords：deep—watersemi—submersibleplatform；wave10ads；designwavemethods；short-termresponse；10ng—termresponse引言在深海油气开发中，具有众多优点的新型半潜式钻井平台已经成为主流装备。半潜平台所在的海洋环境十分恶劣，而且一般不可规避。环境载荷中波浪诱导载荷是评估平台结构安全性的关键载荷，因此选取合理方法计算平台波浪载荷对半潜平台设计和强度校核至关重要。海洋平台处于

6、随机海浪作用下，波浪载荷具有随机性和复杂动力性，难以精确计算。目前普遍采取的方法是等效设计出在一定概率水平下的规则波施加在平台上，进而计算运动和应力响应，这就是所谓的设计波收稿日期：2011-10—19基金项目：国家“八六三”“3000In水深半潜式钻井平台关键技术研究”(2006AA09A103)。作者简介：张朝阳(1985一)，男，硕士研究生。第5期张朝阳，等深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究法。本文就某新型深水半潜平台，选取九个危险载荷工况，将不同的设计波方法运用于波浪载荷计算，并进行了对比研究。确定性设计波法和随机性设计波法分

7、别根据DNV和ABS规范卜23推荐的不同波陡展开对比分析。长期预报针对中国南海和全球及北大西洋不同海域选择了四个不同波浪散布图进行计算，并分析了不同的波浪谱的影响。在综合分析各种对比结果的基础上，本文提出了适合南海海域深水半潜平台的设计波方法合理建议，圊时本研究也可以为同类型平台波浪载荷计算提供参考。1设计波方法原理所谓设计波一般是指依据波浪载荷等效的原则按照某种波浪理论构造的规则波列。通过对波高、周期、入射浪向以及波浪相位角的组合搜索使结构物处于最不利状态且达到一定回复期的最大载荷，从而得到相应的设计波参数。1．1载荷工况强度评估一般针对

8、几种危险波浪载荷进行，因此设计波法选取这些特征载荷作为计算工况。半潜平台大多采用双浮体加横撑立柱，以及箱式上部结构形式，且与船舶细长体结构相比，平台纵向横向长度相差不大。根据波长