张力腿平台涡激运动特性的试验研究

李 磊，黄维平，常 爽，张兆德，谢永和

（1.中国海洋大学 山东省海洋工程重点实验室，山东 青岛266100；2.浙江海洋大学 船舶与机电工程学院，浙江 舟山316022）

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近年来，浮式平台的涡激振动问题主要针对Spar 平台的大幅、低频运动进行研究，并提出了一些有效的抑制方法[1-2]。随着研究的深入，发现半潜平台和张力腿平台也有可能发生大幅的涡激振动现象[3-5]，此类刚性浮式平台的大幅涡激振动亦称为涡激运动。研究发现[6-7]，低质量比情况下，锁定区范围比高质量比情况下锁定区范围更大，因此传统张力腿平台（m*＜1）与Spar 平台和半潜平台（m*≈1）的涡激运动特性亦不相同。

Waals 等（2007）[8]对4 浮箱深吃水半潜平台、4 浮箱深吃水TLP 平台、4 浮箱典型半潜平台和2 浮箱半潜平台进行了涡激运动试验研究，主要研究质量比、浮箱、流速、流向及激励长度对涡激运动的影响。研究发现传统TLP 等低质量比浮式结构在海流作用下更容易产生大幅值的横向涡激运动现象。

Kim 和Magee（2011）[9]对Shell 和Technip 共同投资的张力腿平台进行了试验研究，并利用CFD 方法进行了验证。模型试验在马来西亚工业大学海洋工程拖曳水池中进行。水平方向采用软弹簧模拟TLP 水平方向刚度，垂向利用气浮轴承实现模型吃水，并采用中国南海的特征流速进行了拖曳水池试验。重点考察了流速、流向、无因次吃水比对涡激运动的影响，给出了六自由度涡激运动响应的时程曲线、纵荡及横荡轨迹。研究表明CFD 方法计算结果很好地吻合了试验结果，尤其在较低约化速度下结果基本相同。……