浮體結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
浮體結(jié)構(gòu)的實例教程
基于ADINA的浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
本例題是一個流固耦合模態(tài)分析的算例；模型是一個液體中浮體結(jié)構(gòu)的流固耦合頻域分析；流固耦合模態(tài)分析的流體必須采用勢流體，在建立勢流體與結(jié)構(gòu)的耦合模型時如果使勢流體的節(jié)點與相鄰結(jié)構(gòu)的節(jié)點擬和，ADINA就可以自動建立流固耦合界面，如果節(jié)點不擬合則需要手動建立流固耦合界面；對于此類問題應(yīng)提前根據(jù)流體與液體的密度計算好吃水線深度，在建立幾何模型時把相互位置建好。
定義幾何模型
菜單：Geometry>Point 定義點1-4。
菜單：Geometry>Lines>Define 定義線1，2，3，為Straight類型。
菜單：Meshing>Mesh Density>Line 指定每條線的劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Surfaces>Define 定義面，為Extruded類型，同時指定劃分份數(shù)。
定義幾何面4-9，同樣為Extruded類型：
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體1-9，為Extruded類型，同時指定劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體10-18，為Extruded類型，同時指定劃分份數(shù)。
菜單：Geometry>Volume>Define 定義體19，為Extruded類型，同時指定劃分份數(shù)。
定義材料
菜單：Model>Materials>Manage Materials>elastic>Isotropic 圖標(biāo)：
注：材料1為浮體結(jié)構(gòu)的材料。
展開 研究結(jié)果表明：本浮式防波堤橫蕩、縱蕩與垂蕩運動主要由低頻運動引起；由于系泊纜多為艏纜和艉纜，因而浮體縱蕩運動時域幅值較小，相較橫蕩與垂蕩的運動幅值小一個數(shù)量級。
關(guān)鍵詞：港口工程;三維勢流理論;浮式防波堤;幅值響應(yīng)算子;附加質(zhì)量;
0 引 言
隨著人類對海洋資源開發(fā)的深入，對沿岸結(jié)構(gòu)和某些海洋工程結(jié)構(gòu)物保護(hù)的需求也越來越大。防波堤作為一種重要的現(xiàn)代海洋工程結(jié)構(gòu)物，能起到減弱外海波浪強度、維持堤內(nèi)水域平穩(wěn)、保護(hù)港內(nèi)建筑及海洋工程結(jié)構(gòu)物安全的作用。浮式防波堤是一種常見的海洋工程結(jié)構(gòu)物，主要由浮體結(jié)構(gòu)和系泊系統(tǒng)組成。目前對于浮式防波堤水動力性能的研究大部分是通過數(shù)值模擬和物理模型試驗進(jìn)行。
展開 摘要: 針對一個具有非對稱下浮體結(jié)構(gòu)的新型半潛式起重平臺，基于三維勢流理論，采用水動力計算軟件Aqwa，根據(jù)系泊系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對該平臺的懸鏈?zhǔn)较挡聪到y(tǒng)進(jìn)行布置并進(jìn)行3h時域系泊模擬?？紤]3種不同的風(fēng)浪流海況，研究此平臺的系泊系統(tǒng)特性。研究發(fā)現(xiàn)8根系泊纜方案較12根系泊纜方案更為經(jīng)濟且能滿足性能要求，最后針對8根系泊纜方案選取了5種懸鏈松弛度，對比找出最佳松弛度，發(fā)現(xiàn)最佳松弛度為7.5。
關(guān)鍵詞：非對稱半潛式起重平臺；勢流理論；系泊系統(tǒng)；懸鏈松弛度
0 引言
半潛式平臺擁有優(yōu)良的運動性能，在海上石油勘探、開采方面得到了廣泛的應(yīng)用[1–2]，半潛式起重支持平臺在海上石油開發(fā)過程中有著不可替代的作用[3]。
本文研究的新型半潛式起重平臺（非對稱）（見圖1），與傳統(tǒng)的半潛平臺結(jié)構(gòu)上有很大區(qū)別。結(jié)構(gòu)關(guān)于中縱剖面非對稱，2臺起重機同時安裝在大浮筒一側(cè)，雙機同時作業(yè)時能有效靈活地調(diào)節(jié)起重平臺與被安裝平臺的距離，顯著提升作業(yè)效率。箱型上層單元主要是居住單元，艙室可容納750人[4]。平臺總排水量58206t，主浮筒長為137.75m，寬19.5m，高12m；副浮筒長為122m，寬13.5m，高12m。與之相對應(yīng)的，主支柱長為22.5m，寬19.5m，高18m；支腿支柱長為16.5m，寬13.5m，高18m。箱型上層船體總長為81m，寬81m，高12.8m。平臺的具體主尺度參數(shù)如表1所示。
半潛式平臺系泊系統(tǒng)特性研究對于平臺及系泊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能優(yōu)化具有重要意義。因為時域迭代的方法計算時間較長，為了做到平衡精度和效率，文獻(xiàn)[5–8]提出了一些有效的完全耦合計算方法。
展開 18)本例是一個流固耦合的浮體結(jié)構(gòu)模型，船浮于水面等計算均可參考本模型
19)浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
20)斷裂（rupture）例題
21)液體中一端固定的樁的流固頻率分析
22)裝有液體的容器的流固耦合分析
23)流固熱三場耦合例題
24)采用定義端點釋放和約束方程兩種方法建立鉸接。
25)利用ADINA-M進(jìn)行壓力容器建模和線性分析，演示parasolid建模方法。
26)塊體和剛性圓柱的接觸變形分析，主要用于說明定義接觸。
27）采用LDC方法計算瓦楞板縱向屈曲
28）堤岸波浪沖擊問題，水面采用自由液面定義。
29）混凝土澆注過程溫度場計算，使用ADINA-Thermal分析模塊。
30）邊坡滑動和錨固：計算整體結(jié)構(gòu)的變形和松土的滑動，分別考慮中間有錨桿和沒有錨桿兩種情況。
31）帶多孔介質(zhì)的流固耦合(PFSI)
32) 本例演示Analysis Zooming的操作方法，對模型的局部做更為詳細(xì)的分析。
每個例子中，在文件開頭有更為詳細(xì)的說明！
展開 圖3 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖
（3）系泊纜及錨鏈
系泊系統(tǒng)包括系泊器和系泊纜兩部分。系泊器固定在轉(zhuǎn)臺邊緣，與系泊纜通過單向接頭相連，系泊纜另一端固定在船上。
圖4 系泊系統(tǒng)示意圖
錨泊系統(tǒng)包括止鏈器、錨鏈、錨樁。通常浮體結(jié)構(gòu)通過均勻布置的6 ~ 8根錨鏈固定。
系泊纜及錨鏈設(shè)計過程中主要考慮以下內(nèi)容：
布置與選型，通常根據(jù)水深選擇錨鏈形式，根據(jù)油輪噸級設(shè)計系泊纜參數(shù)
采用耦合分析方法（考慮錨鏈、浮筒和船舶的相互作用）對強度及疲勞進(jìn)行校核，目前常用的系泊分析軟件包括Araine，Aqwa，Moses，Orcaflex和Sesam等
（4）防腐
防腐設(shè)計主要包括涂裝和陰極保護(hù)：
根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的腐蝕程度劃分區(qū)域進(jìn)行涂裝工藝設(shè)計
在水面以下的浮筒結(jié)構(gòu)上通過栓接型式安裝犧牲陽極，以便于保護(hù)水下結(jié)構(gòu)和定期更換
腐蝕裕量的計算通常依照ABS相關(guān)規(guī)范
3 單點系泊系統(tǒng)優(yōu)勢
（1）建造周期短，投資成本低
長距離海上油氣集輸作業(yè)以油輪運輸為主，建造用于油輪裝卸的深水固定式碼頭通常需要較高的投資成本和長建造周期。而單點系泊系統(tǒng)的投資費用相對較低，通常為同等作業(yè)能力固定設(shè)施的30% ~ 50%。
展開 
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浮體結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
目前比較通用的水動力學(xué)軟件有CFD和AQWA,為目前應(yīng)用廣泛的海上浮體和浮式結(jié)構(gòu)操作模擬軟件， 不僅可以很好地計算浮體的穩(wěn)性和水動力特性， 還可以對浮體的系泊、下水、吊裝和扶正等工況進(jìn)行計算分析[3].CFD軟件可以計算靜水中和波浪中的阻力載荷，計算耗費資源多、周期長，但是計算結(jié)果更加準(zhǔn)確.AQWA軟件是ANSYS的一個水動力模塊，只能計算波浪中的阻力，相對CFD而言，計算速度快、效率高，計算結(jié)果也相對準(zhǔn)確
浮式防波堤是一種常見的海洋工程結(jié)構(gòu)物，主要由浮體結(jié)構(gòu)和系泊系統(tǒng)組成。目前對于浮式防波堤水動力性能的研究大部分是通過數(shù)值模擬和物理模型試驗進(jìn)行。
摘要: 針對一個具有非對稱下浮體結(jié)構(gòu)的新型半潛式起重平臺，基于三維勢流理論，采用水動力計算軟件Aqwa，根據(jù)系泊系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對該平臺的懸鏈?zhǔn)较挡聪到y(tǒng)進(jìn)行布置并進(jìn)行3h時域系泊模擬。考慮3種不同的風(fēng)浪流海況，研究此平臺的系泊系統(tǒng)特性。研究發(fā)現(xiàn)8根系泊纜方案較12根系泊纜方案更為經(jīng)濟且能滿足性能要求，最后針對8根系泊纜方案選取了5種懸鏈松弛度，對比找出最佳松弛度，發(fā)現(xiàn)最佳松弛度為7.5。
任職資格：
1、具備漂浮式基礎(chǔ)浮體主尺度規(guī)劃(scantling)、浮體總體局部結(jié)構(gòu)屈服、屈曲疲勞分析的能力；
2、參與過兩個以上大型海工浮浮體項目。
海上樁基礎(chǔ)設(shè)計與仿真研究工程師
工作職責(zé)：
1. 海上風(fēng)電大直徑單樁基礎(chǔ)研究與設(shè)計；
2. 吸力筒基礎(chǔ)、漂浮式基礎(chǔ)的樁錨研究與設(shè)計；
3. 對陸上風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有創(chuàng)新構(gòu)思和研究能力；
4.
3）海上風(fēng)力機浮式平臺水動力性能研究共性結(jié)論表明，上述3種浮式平臺所受一階波浪力與力矩大小均主要取決于平臺各向的投影面積，應(yīng)在設(shè)計與施工時盡量保證波浪與浮式平臺正向平行，以避免產(chǎn)生過大的側(cè)向波浪力；多立柱式平臺垂蕩附加質(zhì)量明顯大于單柱式平臺，縱搖與橫搖附加質(zhì)量與平臺重心高度有關(guān)；多浮體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜使得各向輻射阻尼明顯大于單柱式平臺，且在波頻范圍內(nèi)更加明顯。
通常浮體結(jié)構(gòu)通過均勻布置的6 ~ 8根錨鏈固定。
18)本例是一個流固耦合的浮體結(jié)構(gòu)模型，船浮于水面等計算均可參考本模型
19)浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
20)斷裂（rupture）例題
21)液體中一端固定的樁的流固頻率分析
22)裝有液體的容器的流固耦合分析
23)流固熱三場耦合例題
24)采用定義端點釋放和約束方程兩種方法建立鉸接。
基于ADINA的浮體結(jié)構(gòu)頻率分析
本例題是一個流固耦合模態(tài)分析的算例；模型是一個液體中浮體結(jié)構(gòu)的流固耦合頻域分析；流固耦合模態(tài)分析的流體必須采用勢流體，在建立勢流體與結(jié)構(gòu)的耦合模型時如果使勢流體的節(jié)點與相鄰結(jié)構(gòu)的節(jié)點擬和，ADINA就可以自動建立流固耦合界面，如果節(jié)點不擬合則需要手動建立流固耦合界面；對于此類問題應(yīng)提前根據(jù)流體與液體的密度計算好吃水線深度，在建立幾何模型時把相互位置建好。
