1、单击此处编辑副标题系泊系统设计简介系泊系统设计简介杨小龙 2014.6提纲提纲一、系泊系统作用与分类二、系泊系统组成三、系泊系统分析方法四、其他本讲义图片多来源于网络一、系泊系统作用于分类通过缆绳或其他机械装置将水面结构实施与固定点连接,使被系泊结构物具有抵御一定环境条件的能力,保证设计环境下的作业需求,遭遇极端海况时,能够保证结构物 和系泊系统本身安全。(一)系泊系统定义和作用( stationkeeping or positioning)一、系泊系统分类按结构形式: 多点系泊系统 ,单点系泊系统,动力定位系统,多种定位系统组合等按回复力作用形式(软硬程度): 悬链线,张紧式系泊,半张紧式系
2、泊, tendon, compliant tower, jacket等按缆绳组成成分: 纯锚链,纯锚缆,锚链 +锚缆,高分子聚合材料,锚链 +高分子等(一)典型分类依据 -分类形式千差万别二、典型系泊系统组成典型的系泊系统组成可分为上浮体固定端,导向装置,系泊主体,海底固定端组成。经过多年的发展,系泊系统的每个组成部分都衍生除了 N多变种。动力定位系统三、系泊系统分析方法系泊系统的设计和复核是指在标准和规范的指导下,保证系泊系统的选型设计满足工程功能需求,同时考虑经济性及后期维保便易性。设计目的:设计内容:系泊系统设计主要包括:1. 系泊系统的布置与选型2. 强度分析3. 疲劳分析4. 间隙与
3、干涉校核5. 锚三、系泊系统分析方法在数值分析中,根据平衡特性的不同可分为静力法,准静力法和动力法。根据数值方法的不同,可分为有限元法和有限差分法。根据运动特性的不同,可以分为频域法和时域法。根据求解范围的不同,可分为耦合分析与非耦合分析。容易混淆的定义:三、系泊系统分析方法所谓静力是指不随时间变化的力,反映在系泊系统上,是指环境载荷中的定常部分。系泊系统的动力包括两方面来源:1. 上浮体,包括水动力,波动风等 浮体振荡运动及水平漂移2. 系泊系统,包括缆绳上的附加质量与阻尼,缆绳与海底的碰撞与摩擦,系泊系统上配重与浮筒振荡运动 改变系泊系统的运动学与动力学状态,对上浮体也会造成影响。静力法,
4、准静(动)力法,动力法三、系泊系统分析方法静力法:计算浮体所受的平均载荷,根据悬链线方程或系泊系统受力 -位移曲线将载荷在系泊系统间进行分配。准静力法:考虑上部浮体的定常和慢漂运动,忽略系泊系统本身的动态效应,忽略浮体波频运动队系泊系统影响,根据悬链线方程或系泊系统受力 -位移曲线将载荷在系泊系统间进行分配。动力法:考虑上部浮体的动力效应,也考虑缆绳上的动态效应。静力法,准静力法,动力法三、系泊系统分析方法静力法适用于环境条件温和,系泊形式简单,水深较浅的系泊系统选型 /初步设计。随着系泊系统的复杂化,系泊结构物的大型化,油气开发的深水化以及计算软件和工具的飞速发展现已基本弃用。准静力法:计算速度快,可满足大部分工程设计需要,但忽略了缆绳上的惯性力和拖曳力的影响。动力法:广泛应用于深水或超深水系泊系统设计。静力法,准静力法,动力法