基於物理實驗的多鉸式單點系泊結構數值仿真方法研究

《基於物理實驗的多鉸式單點系泊結構數值仿真方法研究》是依託大連理工大學,由武文華擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於物理實驗的多鉸式單點系泊結構數值仿真方法研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：武文華

項目摘要

作為新型的浮體定位結構，多鉸式單點系泊系統得到了廣泛的關注。多鉸連線形式使系泊系統呈現出剛柔混合體特性，鉸間摩擦、接觸等非線性行為對系泊結構的數值分析提出挑戰。本項目在多鉸式單點系泊系統原型測量已有成果的基礎上開展基於物理實驗的多鉸結構動力學數值仿真分析方法研究。構造多鉸式系泊系統剛柔混合體動力學模型，綜合考慮鉸間摩擦、接觸隨時間變化的非線性行為；發展鉸接結構現場實驗系統和室內標定系統，確定鉸間受力和力矩、摩擦力和軸向力的對應關係，揭示鉸內部的連線和運動機理；物理實驗與動力學數值仿真方法求解相結合，開展多鉸式剛柔混合體系泊結構運動規律和連線可靠性研究。研究成果套用于海洋平台單點系泊系統結構設計，具有理論價值和工程套用意義。研究成果和分析方法對於其他柔性連線動力學結構具有普適性。

結題摘要

單點系泊系統是海洋工程的主力裝備，多鉸式單點系泊系統是目前概念較新的平台浮體定位結構，得到了廣泛的套用和認可。由於多鉸結構形式的剛柔混合體特性，給依賴於水動力學計算的海洋工程結構設計方法帶來了求解困難和挑戰。本項目以軟剛臂系泊系統原型測量已有成果為基礎，提出一種基於物理實驗的多鉸結構數值仿真分析方法。首先開展了對鉸接點內部結構進行精細化建模分析，構建鉸接結構現場實驗測試系統和室內模型試驗標定系統，獲取鉸接結構的受力和力矩對應關係，分析了鉸內部摩擦規律。建立了多鉸連線系統的多體動力學模型和多體動力學數值方法求解方法，在求解過程中引入了模型試驗和精細化建模的分析結果。最後利用在我國某FPSO建立的監測系統所獲得監測數據為基礎，準確求解了多鉸剛柔混合體結構的運動規律和受力行為，研究成果可直接指導軟剛臂單點系泊系統的設計和現場作業，同時對於其他鉸接多體動力學系統具有借鑑價值。研究成果總計36項，其中包括省部級二等獎1項，發表論文25篇，其中SCI收錄11篇。獲批發明專利11多項，軟體著作權3項。