深吃水半潜生产平台涡激运动特性研究及其参数化分析

胡晓峰，张新曙，李聪洲，尤云祥

（上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240）

0 引 言

近年来，国际海洋油气的勘探开发不断由浅海转向深海，因此深吃水半潜平台得以迅速发展。传统半潜平台在波浪中的垂向运动响应较大，而深吃水半潜平台在波浪中的垂向运动性能则有了明显提高。但是，由于平台吃水的增加，也大幅提升了平台所受的流向阻力和横向升力。较大的横向升力导致平台产生显著的涡激运动（Vortex Induced Motions，VIM），深吃水半潜平台的涡激运动会严重影响平台立管系统和系泊系统的疲劳寿命[1-2]。

与单柱式平台不同，深吃水半潜平台由于多柱之间流场的相互干扰，其涡激运动的特性更加复杂。目前研究涡激运动的方法主要有：模型实验、计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）数值模拟和实地监测。已有许多学者针对深吃水半潜平台涡激运动特性进行了相关模型实验研究以及CFD 数值模拟研究。Waals 等[3]通过模型实验对比分析了双浮箱与四浮箱深吃水半潜平台和传统半潜平台的涡激运动。Hong 等[4]进行了深吃水半潜平台的耐波性实验，发现半潜平台涡激运动的运动幅值不仅与流速有关，还与波浪有关。Gonçalves 等[5]通过模型实验研究了入射角及附体对深吃水半潜平台涡激运动的影响。谷家扬等[6]通过模型实验和数值模拟方法研究了不同流向角下深吃水张力腿平台的涡激特性和水动力性能。Lee等[7]对深吃水半潜平台涡激运动进行了实尺度及模型尺度数值模拟研究。……