一种适用于陡波条件下研究半潜平台周围波浪非线性爬升效应的计算方法

单铁兵，杨建民，李 欣，肖龙飞

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海200240）

1 引 言

随着深海油气田的不断开发，浅海开发技术已难以满足要求，传统的重力式平台和导管架平台因其自重和造价随水深增加而大幅度增加，已经不适应深海油气发展的要求，取而代之的是浮式生产系统。其中半潜平台具有性能优良，运动响应较小，工作水深范围广，抗风浪能力强，甲板面积大及装载能力强等优点，在海洋石油勘探和开采中得到了广泛的应用[1]。随着石油勘探开采朝深海以及超深海发展，复杂的深海环境条件以及近年来超强台风等极具破坏力的极端海况的频繁出现，对平台的安全性提出了严峻挑战。

诸多的安全性评估指标中，气隙预报（海洋平台下层甲板底部至波面间垂直距离的预报）一直是半潜平台设计过程中一个关键问题[2]。在波浪与平台的相互作用过程中，有一种现象特别引起关注，即波浪遇平台立柱后将沿其表面往上攀升，有时其高度明显大于其它区域的波浪，甚至能爬升至平台下甲板，以致严重影响平台的气隙性能，该非线性现象称为波浪爬升。波浪的爬升过程从理论上可解释为当入射波浪冲击浮体时，水波的动能转化为势能同时波高发生放大的过程。

导管架平台由于相应管架直径小，对入射波扰动小，故波浪作用机理简单，采用线性理论即可对其周围的波面分布进行预报。对于大型的浮式结构……