极限波浪下半潜平台气隙和波浪爬升的统计分析-哈尔滨工程大学学报.PDF

第３６卷第２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３６ №．２ ２０１５年２月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｆｅｂ．２０１５ 极限波浪下半潜平台气隙和波浪爬升的统计分析 闫发锁，杨慧，沈鹏飞，赵九龙 （哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：气隙是半潜式平台设计的关键参数之一。 对一座深水半潜式平台在极限海况下的气隙响应进行了模型试验，研究 了测点气隙的严重程度和量值的概率分布。 通过试验证实，斜浪情况下平台后立柱附近为气隙最严重区域。 试验结果与 三维势流方法的数值预报的比较表明，测点的气隙极小值总体上低于数值计算值，亦即线性势流方法低估了气隙的严重程 度。 通过信号的能量谱密度分析，低频成分在气隙响应中占有较大的比例。 对气隙测点的时历进行跨零统计和概率分布 拟合，结果表明高斯模型能在总体上反映极限海况下气隙量值的分布规律，但在极值点的分布上需要拟合修正。 关键词：半潜式平台；气隙；模型试验；概率分布；波浪爬升；极限波浪 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０７０１７ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０７０１７．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｕ６７４．３８；ＴＶ１３１．２　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）０２⁃０１４３⁃０４ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｉｒｇａｐ ａｎｄ ｗａｖｅ ｒｕｎ⁃ｕｐ ｆｏｒ ａ ｓｅｍｉ⁃ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｕｎｄｅｒ ｅｘｔｒｅｍｅ ｗａｖｅｓ ＹＡＮ Ｆａｓｕｏ，ＹＡＮＧ Ｈｕｉ，ＳＨＥＮ Ｐｅｎｇｆｅｉ，ＺＨＡＯＪｉｕｌｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｉｒｇａｐ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｅｍｉ⁃ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ． Ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔｓｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ａｉｒｇａｐ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆ ａ ｄｅｅｐｗａｔｅｒ ｓｅｍｉｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｕｎｄｅｒ ｅｘｔｒｅｍｅ ｓｅａ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｄｅｒｉｖｉｎｇｔｈｅｓｅｖｅｒｉｔｙｏｆ ａｉｒｇａｐｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｉｒｇａｐｖａｌｕｅｓａｔ １１ｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅ ｄｅｃｋ． Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｅｓｔ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ａｉｒｇａｐ ｌｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｃｉｎｉｔｙ ｏｆ ｐｏｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｂａｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｂｌｉｑｕｅ ｗａｖｅ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｐｒｅｄｉｃ⁃ ｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｅｔｈｏｄ，ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍａｌ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ａｉｒｇａｐｓ ａｔ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｅ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅｌｉｎｅａｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｌｏｗ ｍｅｔｈｏｄｕｎｄｅｒｅｓｔｉ⁃ ｍａｔｅｓ ｔｈｅ ｓｅｖｅｒｉｔｙ ｏｆ ａｉｒｇａｐｓ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ ｓｉｇｎａｌｓ′ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ