[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋工程设计领域，更具体地说，涉及用于稳性分析的钻井平台风载荷的确定。

背景技术

对于风倾力矩的得到主要由两种方法：规范计算和风洞试验。各船级社规范对于风载荷计算公式在具体细节存在差异性，例如是否考虑遮蔽效应、湍流、边界层等多种因素的影响会与计算情况有所差异，需计及风载荷的设备结构详细程度等。此外，按照规范公式和推荐的系数所计算的风载荷，对比国外设计公司的同尺度自升式平台产品，明显偏高。

如图2所示，为平台处于自由漂移状态时水上、水下受力的示意图。图中D_aw为水上部分受力，D_uw为水下部分受力，H_aw为水上部分力臂，H_uw为水下部分力臂，M_t为根据上述参数换算所得的平台总风倾力矩。

对于自升式钻井平台，风载荷对平台的影响要大于波浪和海流的影响。拖航工况下自升式钻井平台的运动较为复杂，其所遭受的载荷主要有平台运动引起的惯性载荷、自重以及风载荷等。根据规范公式计算的风载荷约占据自升式平台环境载荷的40%～50%，是自升式平台稳性和结构强度的重要性能影响参数。可见，较为合理的确定钻井平台的风载荷，是钻井平台优化设计和平台向深水发展的当务之急。

发明内容

本发明是将自升式钻井平台风洞试验结果应用到实船的方法。通过将对自升式平台风倾力矩的快速确定，可以提高稳性分析的效率，节省成本。

为了达到上述目的，本发明提供了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，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]]>