运动抑制装置对圆筒型浮式平台运动响应的影响

针对垂荡运动性能不佳,限制圆筒形FPSO在海上油气开发大范围应用的技术瓶颈,在平台底部增加延伸筒体与阻尼结构,提升圆筒型FPSO水动力性能,降低其垂荡幅值以满足干式采油装备的要求,基于三维势流理论,建立带有运动抑制装置的圆筒形FPSO水动力分析模型,分析运动抑制系统的不同高度、宽度、截面形状和通海情况对圆筒形FPSO的水动力性能影响,对比采用不同运动抑制装置的圆筒型运动幅值响应传递函数发现,增加阻尼孔使运动抑制装置内部与外界海水相联通,可以改善圆筒型FPSO的水动力性能,适当增加阻尼结构的高度、宽度有利于增大FPSO的垂荡运动固有周期,可避开南海海域百年一遇海况的波浪周期范围,起到抑制圆筒型FPSO运动的效果。

带有运动抑制装置的圆筒型FPSO的涡激运动分析

针对具有圆形截面的结构物易引发涡激运动这一问题,应用CFD方法模拟不同折合速度条件下带有运动抑制装置的圆筒型FPSO的涡激运动响应。分析结果发现,在折合速度为5~6时,圆筒型FPSO的涡激运动频率与纵荡、横荡运动的固有频率相近,出现了显著的涡激锁定现象,运动响应增大;当折合速度超过锁定区范围后,涡激运动响应幅值会有明显的减小,且横向的运动响应谱存在2个频率响应。对比不同流速下浮体在横向及顺流向的运动结果发现,带有运动抑制装置的圆筒型FPSO涡激运动的轨迹为类“8”字型。