[发明专利]通过自升式钻井平台风洞试验获得平台实际风载荷的方法

权利要求书

1.一种通过自升式钻井平台风洞试验获得平台实际风载荷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、为自升式钻井平台设定坐标系，平台面为XY平面，垂直所述平台面为Z轴；

S2、设计、测量，以及通过风洞试验获得数据，并以下述a-f公式获得参数：

风洞试验分为水上和水下两部分进行，试验结果以无量纲的形式分别给出风向角ψ下的水上和水下两部分的数据结果，包括水平、纵向、垂向三个方向的力和力矩的无量纲系数，分别记作如下：

a)纵向力系数：X′=X1/2·ρU2LPP2]]>

b)横向力系数：Y′=Y1/2·ρU2LPP2]]>

c)垂向力系数：Z′=Z1/2·ρU2LPP2]]>

d)横倾力矩系数：K′=K1/2·ρU2LPP3]]>

e)纵倾力矩系数：M′=M1/2·ρU2LPP3]]>

f)扭矩系数：N′=N1/2·ρU2LPP3]]>

其中：

序号符号名称单位（中文）单位(英文)1X纵向力(X方向)牛顿N2Y横向力(Y方向)牛顿N3Z垂向力(Z方向)牛顿N4K横倾力矩(绕X轴)牛顿·米Nm5M纵倾力矩(绕Y轴)牛顿·米Nm6N扭矩(绕Z轴)牛顿·米Nm7ρ空气比重=1.21千克/米³kg/m³8U风速米/秒m/s9L_pp主船体长度米m

此外，力臂应从总的受风表面压力中心至该平台水下壳体侧向阻力中心垂直量计；而且水下部分的阻力中心通常取作吃水的一半；

计算获得参数包括：根据设计或测定的参数计算得到平台水上参数X′_aw，Y′_aw，K′_aw，M′_aw，以及平台水下参数X′_uw，Y′_uw，K′_uw，M_uw；

试验获得参数包括：Z′_aw，N′_aw，Z′_uw；

其中，下标aw为水上参数，下标uw为水下参数；

S3、利用S2获得的数据，依据下述公式，获得所述风向角ψ下对应的风倾力矩M_t：

水上部分风倾力臂H_aw，单位为m：

Haw=-Kaw′·sin(180-ψ)+Maw′·cos(180-ψ)Xaw′·cos(180-ψ)+Yaw′·sin(180-ψ)Lpp]]>

水下部分风倾力臂H_uw，单位为m：

Huw=-Kuw′·sin(-ψ)+Muw′·cos(-ψ)Xuw′·cos(-ψ)+Yuw′·sin(-ψ)Lpp]]>

水上受力，即风力D_aw，单位为N：

D_aw=X_aw·cos(180-ψ)+Y_aw·sin(180-ψ)

水下受力D_uw，单位为N：

D_uw=X_uw·cos(-ψ)+Y_uw·sin(-ψ)

平台总的风倾力矩M_t，单位为Nm：

M_t=(|H_aw|+H_uw)·D_aw

S4、给定各种风向角ψ，重复S2-S3获得相应风倾力矩M_t。

2.根据权利要求1所述通过自升式钻井平台风洞试验获得平台实际风载荷的方法，其特征在于，将步骤S4获得的各种风向角ψ对应的风倾力矩M_t用于稳性分析。