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《深海SPAR平臺(tái)垂蕩-縱搖耦合運(yùn)動(dòng)Mathieu穩(wěn)定性分析.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第29卷第4期中國(guó)海洋平臺(tái)VoI．29No．42014年08月CHINAOFFSHOREPLATFORMAug．，2014文章編號(hào)：1001—4500(2014)04-0034-070深海SPAR平臺(tái)垂蕩一縱搖耦合運(yùn)動(dòng)Mathieu桑松1，2，3，穩(wěn)定性分析石曉1，李長(zhǎng)東1，徐學(xué)軍4(1．中國(guó)海洋大學(xué)，山東青島266100；2．河海大學(xué)，南京210098；3．四川大學(xué)，成都610065；4．海洋石油工程(青島)股份有限公司，山東青島266555)摘要：采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，用希爾無(wú)窮
2、行列式法推導(dǎo)得到了縱搖響應(yīng)的馬休穩(wěn)定性圖譜，并用數(shù)值方法分析了平臺(tái)縱搖馬休不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的發(fā)生過(guò)程。結(jié)果表明：在平臺(tái)參數(shù)確定的情況下，垂蕩幅值的增大是導(dǎo)致縱搖響應(yīng)發(fā)生馬休失穩(wěn)的主要原因，即除滿足發(fā)生馬休失穩(wěn)的頻率關(guān)系之外，只有當(dāng)波浪激勵(lì)作用引起的垂蕩運(yùn)動(dòng)的幅值達(dá)到一定程度時(shí)，才會(huì)il起縱搖運(yùn)動(dòng)的失穩(wěn)現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：Mathieu方程；耦合運(yùn)動(dòng)；參數(shù)激勵(lì)；穩(wěn)定性中圖分類號(hào)：P75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AStudyonMathieuStabilityofHeave—pitchCoupledMotionsofSPARP
3、latforminDeepSeaSANGSon91’2“，SHIXia01，LIChang—don91，XUXue—jun'(1．OceanUniversityofCHINA，CollegeofEngineering，ShandongQingdao266100，China；2．HehaiUniversity，Nanjing210098，China；3．SichuanUniversity，Chengdu610065，China；4．OffshoreOilEngineeringCo．，Ltd(Qing
4、dao)，ShandongQingdao266555，China)Abstract：ThispaperUSeStheinfiniteHilldeterminanttoderivethepitchingresponseMathieustabilitymapandappliesthenumericalmethodtoanalyzetheplatformpitchingMathieuunstablemovementsbythewayoftheoreticalanalysisandnumericalsim
5、ulation．Theresultsshowthatinthecaseofplatformparametersdetermined，theMathieuinstabilityofthepitchingresponseismainlyduetotheincreaseofheaveamplitude．Inadditiontomeetingtheinstabilityfrequencyrelationshipoftheheavemotionandwave，onlywhentheheavemotionam
6、plitudeinducingbythewaveexcitationsreachesacertainlevel．willtheinstabilityofthepitchingmotionoccur．Keywords：Mathieuequation；coupledmotions；parametricexcitation；stability引言隨著深海海洋資源的開(kāi)發(fā)，越來(lái)越多的浮式海洋平臺(tái)投入運(yùn)營(yíng)。深海SPAR平臺(tái)由于其自身重心低、收稿日期：2013-06—03基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(510791
7、35)；青島市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(12—1—4—1一(18)-jch)；水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(2012491011)；水力學(xué)與山區(qū)河流開(kāi)發(fā)保護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(1210)。作者簡(jiǎn)介：桑松(1974一)，男，教授。第4期桑松，等深海SPAR平臺(tái)垂蕩一縱搖耦合運(yùn)動(dòng)Mathieu穩(wěn)定性分析·35·水線面小、垂蕩幅值小、初期投資低等特點(diǎn)，在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。但由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其垂蕩與縱搖固有周期比接近1：2，當(dāng)外界激勵(lì)滿足一定條件時(shí)會(huì)出現(xiàn)混沌和分叉等不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)‘
8、卜引。JunB．Rhoh和HangS．Choi[41對(duì)規(guī)則波中經(jīng)典Spar平臺(tái)的馬休不穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，指出當(dāng)平臺(tái)的縱搖固有周期與垂蕩固有周期比近似為2：1時(shí)，即使波高較小，也會(huì)發(fā)生縱搖的不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。通過(guò)數(shù)值和試驗(yàn)結(jié)果的比較，證實(shí)了Spar平臺(tái)在縱搖固有周期為垂蕩固有周期的2倍時(shí)最容易失穩(wěn)。1平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化由于平臺(tái)在深海中受到的首搖激勵(lì)力矩很小，并且由于Spar平臺(tái)橫向和縱向是對(duì)稱的，所以平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為一個(gè)三自由度的運(yùn)動(dòng)方程‘爭(zhēng)7
9、：mXg=凡mZ，一FzLl，I：,yq
