畸形波作用下半潜式平台波浪爬升与气隙响应特性

李业成，宋 扬，李新超，李 欣，卢文月，邓燕飞

(1. 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海 200240; 2. 上海交通大学 三亚崖州湾深海科技研究院，海南 三亚 572024; 3. 中国船舶及海洋工程设计研究院，上海 200011; 4. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300452; 5. 哈尔滨工业大学(深圳)，广东 深圳 518055; 6. 中集海洋工程有限公司，广东 深圳 518000)

畸形波(rogue wave)是一种波高大、强非线性的波浪[1]。在畸形波与半潜平台相互作用时，畸形波能量巨大且具有强非线性性，会发生越浪现象，对平台结构造成砰击载荷；畸形波会影响浮式平台的运动性能，其引发的大幅运动可能导致平台立管和系泊系统的破坏，直接威胁平台的安全。

对于畸形波的生成演化机理，目前国内多位学者进行了较为全面的研究[2-7]。虽然对于畸形波的生成机理缺乏系统认识，但学者们的积极探索为畸形波在试验以及数值模拟中的有效重现提供了宝贵思路。不同于以往研究，畸形波往往产生于随机波浪场中，需在随机波浪理论框架中对其进行研究。Longuet-Higgins随机波浪模型是目前最常用的随机波浪模型。然而，据Kharif等[8]的研究，根据瑞利分布，为了观察到可能出现的畸形波，可能需要超过15 000个单独的波。为了实现在随机波浪下稳定产生畸形波，提出了两种方法，即约束新波法(the constrained new wave method)以及双波列叠加法。约束新波法将具有预定高度的新波合并到随机波浪场中，并且保持其统计特征与传统随机出现的畸形波的统计特征匹配[9]；双波列叠加法则是将一小部分频谱能量分配给瞬态波，将另一部分能量分配给随机波，然后将这两个波列合并，得到波面高度[10]。……