南海北部灣處自升式平臺環(huán)境載荷研究.pdf

1、自升式平臺作業(yè)工況下風浪載荷計算是平臺設計與評價的重要環(huán)節(jié)。本文以南海北部灣作業(yè)處自升式平臺風浪載荷為研究對象，對環(huán)境參數進行更新，并給出平臺風阻系數與弦桿拖曳水動力系數等流體動力參數定義與推薦值，最后分析由參數修正所引發(fā)的危險風向角下平臺位移響應差異性。具體工作與成果如下：
　?。?）從 ECMWF中獲取南海北部灣海域環(huán)境變量資料，構造單變量序列樣本，并使用4種參數估計方法對3種一維極值分布進行優(yōu)選，最后進行基于單因素法的環(huán)境參

2、數推算。結果表明：耿貝爾分布的擬合優(yōu)度最高，對數正態(tài)分布略次之，二參數威布爾分布略差，而在耿貝爾分布參數估計方法中最小二乘法的擬合準確性最高；根據單因素法求出該海域的環(huán)境參數：風速為24.7608m/s，有義波高5.6640m。
　　（2）對雙變量樣本優(yōu)選二維混合耿貝爾分布，二維耿貝爾邏輯分布，二維對數正態(tài)分布，和3類基于耿貝爾分布的Copula分布，并進行基于條件概率法的環(huán)境參數推算。結果表明：除Gumbel Copula分布之

3、外，其余分布的擬合效果一致且良好；對于風速主導型樣本，F(xiàn)rank Copula分布擬合最佳，對于波高主導型樣本，則是 Clayton Copula分布；條件概率法中均值相對于眾值較保守。
　?。?）分析給出平臺風阻系數定義與仿真風載荷求解方法，并以此為基礎研究了風阻系數與風向角之間的變化關系。結果表明，風阻系數變化范圍在1.15~1.44之間，在90°處取得最大值為1.43，而在45°取得最小值為1.15。除90°之外，其他風阻系

4、數均處于低位，約為1.2；對于以上風阻系數特征，可視化風場給予了有效解釋。
　　（4）分析給出弦桿拖曳水動力系數等效定義和仿真流載荷求解方法，并以此為基礎，研究了拖曳水動力系數與粗糙度和入射角之間的關系，同時將仿真結果與規(guī)范進行對比。結果表明：0°入射角下拖曳水動力系數與粗糙度對數項呈現(xiàn)線性關系，規(guī)范系數與之整體吻合良好；R3~R7級別粗糙度下，入射角處在0~45°區(qū)間的仿真系數與規(guī)范系數吻合較高，在45°~75°入射角時，仿真系