冰介质下的船舶与海洋平台碰撞的数值仿真分析.pdfVIP

维普资讯 第 23卷第 2期 中 国 海 洋 平 台 VoI．23NO．2 2008年 4月 CH1NA OFFSHORE PIATFORM Apr． ，2008 文章编号 ：1001—4500(2008)02—029—05 杨 亮， 马 骏 (大连理 工大学，大连 116023) 摘 要 ：采用流 固耦合方法 ，建立以海冰作 为中间介质 的船舶 与海洋平 台碰撞 的非线性 有限元分 析模型 ，对碰撞过程进行数值仿真模拟 。对有无冰介质存在 下的碰撞结果进行对 比，并分析海冰范围对 被撞平 台的影响 。仿真结果表明，由于冰介质 的作用，海洋平 台的结构变形受到一定程度 的削弱 。 关键词 ：碰撞 ；数值仿真 ；非线性有限元 ；冰介质 中图分类号 ：P75 文献标识码 ：A NUM ERICAL SIM ULATIoN ANALYSiSFOR THE COLLlSlON BETW EEN oFFSHoRE PLATFoRM UNDER THE SEA ICE M EDIUM YANG Iiang。 MA Jun (DalianUniversityofTechnology，Dalian 116023，China) Abstract：Adopted themethodoffluidstructureinterationand based on theship andplatform ’Scollidingundernon—linearfiniteelementmodelofseaiceasthemedium ， thispapersimulatesthecollidingprocessnum erically，comparestheresultsofcollision underconditionwithorwithoutseaicemedium andanalyzesthe influenceonplatform bytherangeofseaice．Theresultsofsimulationindicatethatthedeformationoftheoff— shoreplatform impairstosomeextentduetoseaicemedium． Key words：collision；numericalsimulation；non—linearfiniteelement；seaicede— di1Jm 近些年来 ，陆上资源 日渐枯竭，资源开发向海洋 ，尤其是深海进军 已成必然趋势 。而作为海上石油开采 主体结构的海洋平台，其建造 、使用的安全性也越来越多地受到人们的关注 。 海洋平台与船舶尤其是大型商船的碰撞 ，造成的后果往往是灾难性 的，不仅严重影响 了平台结构的安 全度 、耐久性和正常使用 ，还可能危及工作人员的生命安全。目前我国的油气开采主要集 中在浅海海域 ，自 行建造的海洋平台主要是 固定式的导管架平台和 自升式平 台。在我 国渤海 和黄海北部是油气开发 的主要 区域，尤其在渤海湾地区由于受到西伯利亚南下冷空气的影响 ，每年冬季都会 出现大约 3个月的结冰期 。对 于这一地 区的海岸和近海工程 ，海冰是一个无法 回避的设计条件 。 每年的结冰期和融冰期，在固定的海洋平台的周围由于受到不同方向的海流和风力的作用都会堆积形 成一定范围的冰区。补给船、安装船或者大型商船如果与平 台发生碰撞 ，这部分海冰就充 当了碰撞两者间 的介质。本文针对海冰对碰撞结果所造成的影响进行研究 。 收稿 日期 ：2007—1l一2l 作者简介 ：杨亮(1982一)，男，硕士研究生 ，从事船