[发明专利]基于垂荡加速度的半潜式海洋平台垂荡运动参量预报方法

权利要求书

1.一种基于垂荡加速度的半潜式海洋平台垂荡运动参量预报方法，其特征在于，包括：

在半潜式海洋平台垂荡运动中，基于线性势流理论，忽略附加质量和辐射阻尼的耦合影响，对半潜式海洋平台的垂荡加速度进行表征，确定垂荡加速度理论值；

考虑半潜式海洋平台垂荡运动实测海洋环境的噪声影响、环境缓慢变化引起的低频影响以及加速度传感器自身基线漂移误差引起的影响，引入噪声项、低频变化项、基线漂移误差项，确定垂荡加速度实测值；

对垂荡加速度实测值中的垂荡加速度理论值项、噪声项、低频变化项、基线漂移误差项进行统一的普罗尼序列归一化表征；

对归一化表征后的垂荡加速度进行漂移项去除，通过去除漂移项后剩余的普罗尼序列建立半潜式海洋平台垂荡加速度与垂荡运动参量之间的关系式，对半潜式海洋平台的垂荡运动参量进行估计。

2.根据权利要求1所述的基于垂荡加速度的半潜式海洋平台垂荡运动参量预报方法，其特征在于：

在半潜式海洋平台垂荡运动中，基于线性势流理论，忽略附加质量和辐射阻尼的耦合影响，同时考虑在流体中受到的波浪力、回复力和辐射力的影响，将垂荡运动表示为：

式中，m代表半潜式海洋平台的质量，代表半潜式海洋平台的垂荡加速度，f_w(t)为半潜式海洋平台受到的波浪荷载，f_m(t)代表半潜式海洋平台受到的系泊力，f_s(t)代表半潜式海洋平台受到的回复力，f_r(t)代表半潜式海洋平台受到的辐射力；

其中，回复力f_s(t)表示为：

f_s(t)＝-c_zz_o(t)＝-ρgA_wz_o(t) (2)

式中，z_o(t)代表半潜式海洋平台的垂向位移；c_z是半潜式海洋平台在垂荡方向的回复刚度，与水线面面积A_w，流体密度ρ以及重力加速度g有关；

辐射力f_r(t)表示为：

式中，代表半潜式海洋平台垂荡方向的速度，m_∞和k_z是无限频率处的垂荡方向的附加质量和脉冲响应函数；

由式(1)-(3)，将半潜式海洋平台垂荡运动表示为：

式中，f₀(t)＝f_w(t)+f_m(t)；

则确定半潜式海洋平台垂荡加速度理论值表示为：

理论上，半潜式海洋平台的垂向加速度可以建模为一组谐波的叠加的形式，则由式(5)，将垂荡加速度理论值表征为：

式中，A_i、f_i和θ_i分别代表垂向加速度中第i个分量的幅值、频率和相位，和v_i为使用普罗尼序列对半潜式海洋平台垂荡加速度理论值进行拟合时使用的参数。

3.根据权利要求2所述的基于垂荡加速度的半潜式海洋平台垂荡运动参量预报方法，其特征在于，考虑半潜式海洋平台垂荡运动实测海洋环境的噪声影响、环境缓慢变化引起的低频影响以及加速度传感器自身基线漂移误差引起的影响，引入噪声项、低频变化项、基线漂移误差项，确定垂荡加速度实测值为

式中，n(t)代表噪声项，v(t)代表低频变化项，b代表基线漂移误差项。