考虑浮式风机-系泊缆索耦合的非线性动态响应分析
Shipbuilding of China（2023）
摘要
考虑系泊缆索拉伸-弯曲-扭转响应下的非线性变形,建立局部坐标系下系泊缆索的动力学微分方程,通过四元参数法进行坐标系的转换,并使用"盒子法"和Newton-Raphson方法将方程简化为数值方程,建立系泊缆索数值分析模块.考虑风、浪载荷,将风机和浮式基础视为刚体,建立风机-浮式基础的刚体动力学方程.通过铰接点和坐标变换,开发了风机-浮式基础-系泊系统的动力响应计算程序.针对OC4-DeepCwind浮式风机,分析额定工况下浮式风机的动力响应,并与准静态的悬链线方法进行对比.结果表明,系泊系统的张力发散,影响浮式基础纵荡运动的均值.对系泊缆索进行敏感性分析表明,气动载荷影响缆索张力的均值,波浪参数影响缆索张力的离散性,缆索浮力对张力的均值和幅值都有影响,环境参数的改变将影响缆索截面应力的分布.采用动态分析方法时,考虑缆索受到的浮力会对系泊缆索的疲劳寿命计算产生影响.
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