FPSO内孤立波载荷特性数值研究

第23卷第8期2019年8月文章编号院1007-7294渊2019冤08-0906-11

船舶力学

JournalofShipMechanicsVol.23No.8Aug.2019FPSO内孤立波载荷特性数值研究

渊1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室袁上海200240曰2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心袁上海

200240曰3.江苏科技大学袁江苏镇江212000曰4.招商局重工渊江苏冤有限公司袁江苏海门226116冤

张瑞瑞1袁2袁3袁张新曙1袁2袁尤云祥1袁2袁吴海建4袁刘建成4

摘要院文章将KdV尧eKdV和MCC内孤立波理论应用到内孤立波数值模拟水槽入口速度条件计算袁讨论内孤立波与浮式生产储卸油装置FPSO强非线性作用问题遥结果表明袁数值模拟所得FPSO内孤立波水平载荷尧垂向载荷及力矩与实验结果相吻合袁内孤立波载荷主要由波浪压差力尧粘性压差力和摩擦力构成袁粘性压差力很小袁可以忽略曰在水平载荷中袁摩擦力较压差力约小一个量级袁流体粘性的影响不可忽略曰在垂向载荷中袁摩擦力比压差力小很多袁在分析时可以忽略流体粘性的影响遥由于FPSO始终处于上层流体中袁对内孤立波的模拟波形和其诱导流场的影响很小遥波浪压差力可利用傅汝德-克雷洛夫公式基于动压力进行计算袁而水平载荷中的摩擦力则需根据内孤立波诱导速度的切向分量对FPSO吃水湿表面求积分的方法进行计算遥关键词院两层流体曰内孤立波曰FPSO曰摩擦阻力曰傅汝德-克雷洛夫力中图分类号院O352

文献标识码院A

doi:10.3969/j.issn.1007-7294.2019.08.003

NumericalstudyforloadcharacteristicsofinternalsolitarywavesontheFPSO

ZHANGRui-rui1,2,3,ZHANGXin-shu1,2,YOUYun-xiang1,2,WUHai-jian4,LIUJian-chen4

(1.StateKeyLaboratoryofOceanEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China;3.JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212000,China;4.ChinaMerchantsHeavyIndustry(Jiangsu)Co.,Ltd,Haimen226116,China)

2.CollaborativeInnovationCenterforAdvancedShipandDeep-SeaExploration,Shanghai200240,China;

Abstract院Anumericalflumeisusedtoanalysethestrongnonlinearinteractionbetweentheinternalsoli鄄tarywaveandFloatingProductionStorageandOffloading(FPSO),wherethevelocity-inletboundaryisgiv鄄FPSOinducedbyinternalsolitarywaveshavegoodagreementwithexperimentalresults.Theinternalsoli鄄enwiththedepth-averagedvelocitiesintwo-layerfluidsinducedbytheinternalsolitarywavesbasedonKdV,eKdVandMCCtheories.Thenumericalresultsofthehorizontal,verticalforcesandtorqueonthetarywaveforcesontheFPSOcanbedividedintothewavepressuredifferenceforces,theviscouspressure

forcesandthefrictionforce,wheretheviscouspressureforceissmallandcanbeneglected.Forthehori鄄zontalforce,thefrictionforceissmallerthanthepressureforceswithoneorderofmagnitude,thismeanstionforceisaverysmallamount,thustheeffectofthefluidviscositycanbeneglected.Moreover,theef-收稿日期院2019-02-27

基金项目院国家自然科学基金资助项目渊11372184冤曰国家重大基础研究计划973课题资助项目作者简介院张瑞瑞渊1981-冤袁女袁博士研究生袁E-mail:zjcyzrr@163.com曰张新曙渊1977-冤袁男袁博士袁教授曰

尤云祥渊1963-冤袁男袁教授袁通讯作者袁E-mail:youyx@sjtu.edu.cn遥渊2013CB036103冤曰江苏省海门市野东洲英才冶创新团队基金

thattheeffectofthefluidviscositycannotbeneglected.Fortheverticalforce,thecomponentofthefric鄄