针对浮式生产储油船(Floating production storage and offloading, FPSO)在深水作业时面临的恶劣海况问题,为保证其服役期间的安全性及作业效率,需要准确计算非线性波浪荷载和运动响应。本文应用基于计算流体动力学(Computational flui...针对浮式生产储油船(Floating production storage and offloading, FPSO)在深水作业时面临的恶劣海况问题,为保证其服役期间的安全性及作业效率,需要准确计算非线性波浪荷载和运动响应。本文应用基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的软件STAR-CCM+建立了针对实尺度FPSO模型的数值水池,基于Richardson外推法,针对时间步长和网格尺寸,分析了二者的收敛性和数值不确定度。使用该数值水池模拟了不同波浪工况作用下FPSO的运动响应,计算其受到的二阶波浪力,并与势流结果进行对比。结果发现,随着波陡增大,平均波浪力的CFD结果逐渐大于势流结果,且呈现差异化增大。而波陡大于1/15时,纵摇的CFD结果明显大于势流结果。说明大波陡条件下,黏性效应对平均波浪力和纵摇影响明显,为恶劣海况下预报及修正FPSO的二阶波浪力和运动提供了参考。展开更多
为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不...为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不同船型方案下的FPSO频域水动力性能,最终确定优选船型。通过时域耦合动力分析方法研究FPSO系泊船体在风、浪、流作用下的运动响应特性,对比船型优化前后的运动响应和系泊缆张力结果。计算结果表明,减小艉柱倾角、增大艏柱倾角能在一定程度上降低该型FPSO在南海的纵摇和垂荡运动响应,系泊系统设计满足船级社规范要求。展开更多
采用模型试验的方法研究圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在不同实验室模拟海流作用下的运动特征,从频域和时域的角度对FPSO运动响应的关键特征进行分析研究。试验以施加等效流力和水池造流...采用模型试验的方法研究圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在不同实验室模拟海流作用下的运动特征,从频域和时域的角度对FPSO运动响应的关键特征进行分析研究。试验以施加等效流力和水池造流两种方式模拟海流。结果表明:满载和压载吃水变化对FPSO运动响应的影响不大;直接施加等效流力除了对六自由度运动平衡位置产生小幅偏移外,对其余运动无明显影响;在波流耦合作用下,即使约化速度小于锁定区间,纵荡幅值仍然显著增大。由于实际环境可能比试验环境恶劣,因此在设计FPSO时应考虑波流耦合作用。在波流耦合作用下,横向运动趋向于分布在更宽的范围内,且振幅更大。波流耦合也会使横摇和横荡的谱峰频率往低频偏移,其低频运动的平均幅值也在波流耦合作用下显著增大,增幅为2倍左右。展开更多
文摘针对浮式生产储油船(Floating production storage and offloading, FPSO)在深水作业时面临的恶劣海况问题,为保证其服役期间的安全性及作业效率,需要准确计算非线性波浪荷载和运动响应。本文应用基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的软件STAR-CCM+建立了针对实尺度FPSO模型的数值水池,基于Richardson外推法,针对时间步长和网格尺寸,分析了二者的收敛性和数值不确定度。使用该数值水池模拟了不同波浪工况作用下FPSO的运动响应,计算其受到的二阶波浪力,并与势流结果进行对比。结果发现,随着波陡增大,平均波浪力的CFD结果逐渐大于势流结果,且呈现差异化增大。而波陡大于1/15时,纵摇的CFD结果明显大于势流结果。说明大波陡条件下,黏性效应对平均波浪力和纵摇影响明显,为恶劣海况下预报及修正FPSO的二阶波浪力和运动提供了参考。
文摘为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不同船型方案下的FPSO频域水动力性能,最终确定优选船型。通过时域耦合动力分析方法研究FPSO系泊船体在风、浪、流作用下的运动响应特性,对比船型优化前后的运动响应和系泊缆张力结果。计算结果表明,减小艉柱倾角、增大艏柱倾角能在一定程度上降低该型FPSO在南海的纵摇和垂荡运动响应,系泊系统设计满足船级社规范要求。
文摘采用模型试验的方法研究圆筒型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在不同实验室模拟海流作用下的运动特征,从频域和时域的角度对FPSO运动响应的关键特征进行分析研究。试验以施加等效流力和水池造流两种方式模拟海流。结果表明:满载和压载吃水变化对FPSO运动响应的影响不大;直接施加等效流力除了对六自由度运动平衡位置产生小幅偏移外,对其余运动无明显影响;在波流耦合作用下,即使约化速度小于锁定区间,纵荡幅值仍然显著增大。由于实际环境可能比试验环境恶劣,因此在设计FPSO时应考虑波流耦合作用。在波流耦合作用下,横向运动趋向于分布在更宽的范围内,且振幅更大。波流耦合也会使横摇和横荡的谱峰频率往低频偏移,其低频运动的平均幅值也在波流耦合作用下显著增大,增幅为2倍左右。
