半潛式鉆井平臺(tái)錨泊定位三維動(dòng)態(tài)仿真.pdf

1、半潛式鉆井平臺(tái)具有抵抗風(fēng)浪能力突出，載荷可變量大，作業(yè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在深海油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。錨泊定位系統(tǒng)是半潛式鉆井平臺(tái)的重要設(shè)備之一。仿真、模擬環(huán)境載荷下平臺(tái)錨泊定位具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以海洋石油981鉆井平臺(tái)為研究對(duì)象，根據(jù)平臺(tái)錨泊定位系統(tǒng)的配置以及定位控制的要求，利用數(shù)學(xué)模型、環(huán)境載荷計(jì)算、優(yōu)化算法、建模軟件等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)錨泊系統(tǒng)的三維動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)。主要完成工作如下：
　　(1)在明確研究

2、對(duì)象和相應(yīng)的參數(shù)以及假設(shè)海浪的一階干擾力引起的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不計(jì)入系泊系統(tǒng)的控制要素之下，探討了平臺(tái)錨泊定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模型，風(fēng)載荷計(jì)算模型，海浪的二階干擾力的計(jì)算模型以及流載荷的擾動(dòng)力計(jì)算模型；討論了海浪的形成與分類(lèi)、Jonswap海浪譜密度函數(shù)以及海浪平面的數(shù)學(xué)模型；仿真了單點(diǎn)浪高隨時(shí)間變化的二維圖以及同一時(shí)刻不同平面點(diǎn)的三維海面圖。
　　(2)針對(duì)海洋鉆井平臺(tái)錨泊定位系統(tǒng)受風(fēng)、浪、流環(huán)境因素影響問(wèn)題，在平臺(tái)錨泊定位系統(tǒng)低頻運(yùn)動(dòng)模型、

3、風(fēng)、流以及二階波浪力載荷計(jì)算數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上，建立了錨鏈張力優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，利用非線性規(guī)劃與遺傳算法結(jié)合的改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化錨鏈的張力分布，保證12條錨鏈?zhǔn)芰ΡM力均衡，防止單根錨鏈因受力過(guò)大而斷裂，并在Simulink中搭建仿真模型，進(jìn)行時(shí)域運(yùn)動(dòng)仿真，仿真結(jié)果表明：所建立的優(yōu)化模型是有效的。
　　(3)在了解海洋鉆井平臺(tái)、錨泊定位系統(tǒng)的構(gòu)造與配置以及采集實(shí)體模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，選擇3D模型開(kāi)發(fā)工具；討論了建模原則、建模方法以