| 摘要 | 第6-9页 |
| ABSTRACT | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第18-41页 |
| 1.1 引言 | 第18-20页 |
| 1.1.1 世界海洋油气资源开采现状及趋势 | 第18-19页 |
| 1.1.2 典型海洋结构物形式及比较 | 第19-20页 |
| 1.2 张力腿平台的结构特点及水动力性能 | 第20-28页 |
| 1.2.1 TLP 平台的发展及应用 | 第20-22页 |
| 1.2.2 TLP 平台总体结构 | 第22-27页 |
| 1.2.3 张力腿平台水动力特征 | 第27-28页 |
| 1.3 张力腿平台的动力响应及涡激运动研究进展 | 第28-36页 |
| 1.4 本文的主要工作和创新点 | 第36-39页 |
| 1.4.1 本文研究意义及项目背景 | 第36-37页 |
| 1.4.2 研究目标 | 第37页 |
| 1.4.3 主要研究内容及方法 | 第37-39页 |
| 1.4.4 论文的创新性 | 第39页 |
| 1.5 本章小结 | 第39-41页 |
| 第二章 基本理论及数值方法概述 | 第41-66页 |
| 2.1 基本参数 | 第41-46页 |
| 2.1.1 流体相关参数 | 第41-44页 |
| 2.1.2 结构物相关参数 | 第44-45页 |
| 2.1.3 耦合运动相关参数 | 第45-46页 |
| 2.2 边界层理论 | 第46-48页 |
| 2.2.1 边界层的特征 | 第46页 |
| 2.2.2 边界层的转捩 | 第46-47页 |
| 2.2.3 边界层分离 | 第47-48页 |
| 2.3 计算流体动力学原理 | 第48-57页 |
| 2.3.1 流体力学基本方程 | 第48-49页 |
| 2.3.2 湍流数值计算方法 | 第49-56页 |
| 2.3.3 数值算法 | 第56-57页 |
| 2.4 动网格技术 | 第57-59页 |
| 2.4.1 动网格计算方程 | 第57-58页 |
| 2.4.2 基于弹性变形的网格调整 | 第58页 |
| 2.4.3 动态网格层变方法 | 第58-59页 |
| 2.4.4 局部网格重构方法 | 第59页 |
| 2.5 圆柱绕流及涡激振动基本理论 | 第59-65页 |
| 2.5.1 圆柱绕流基本理论 | 第60-61页 |
| 2.5.2 柱体涡激振动分析方法 | 第61-62页 |
| 2.5.3 自激振荡系统线性化运动方程 | 第62-64页 |
| 2.5.4 锁定及振荡柱体尾涡形式 | 第64-65页 |
| 2.6 本章小结 | 第65-66页 |
| 第三章 规则波下张力腿平台动力响应及系泊特性研究 | 第66-91页 |
| 3.1 微分方程中的质量矩阵、耦合刚度矩阵、阻尼矩阵、运动坐标系下张力腿平台波浪外载荷的推导 | 第66-77页 |
| 3.1.1 TLP 运动方程以及系数矩阵的确定 | 第66-72页 |
| 3.1.2 坐标系介绍和转换 | 第72-73页 |
| 3.1.3 微元法——立柱和浮箱的离散 | 第73页 |
| 3.1.4 在波浪坐标系中计算线性波浪力和线性波浪力矩 | 第73-74页 |
| 3.1.5 在静止坐标系O ' X 'Y ' Z '中计算线性波浪力和线性波浪力矩 | 第74-77页 |
| 3.2 时域数值计算方法 | 第77-78页 |
| 3.3 程序主体框架 | 第78-79页 |
| 3.4 研究对象 | 第79-80页 |
| 3.5 张力腿平台规则波下的动力响应预报 | 第80-89页 |
| 3.5.1 规则波工况 | 第80页 |
| 3.5.2 网格划分和计算精度 | 第80-81页 |
| 3.5.3 多因素下的运动响应比较 | 第81-86页 |
| 3.5.4 规则波下 TLP 张力腿张力和立管张力比较 | 第86-88页 |
| 3.5.5 不同预张力下运动响应比较 | 第88-89页 |
| 3.5.6 不同工作水深时运动响应比较 | 第89页 |
| 3.6 结论 | 第89-91页 |
| 第四章 随机波、风浪流联合作用及畸形波下张力腿平台动力响应及系泊特性研究 | 第91-136页 |
| 4.1 张力腿平台在随机波浪中的动力特性研究 | 第91-99页 |
| 4.1.1 模拟海况 | 第91-92页 |
| 4.1.2 随机波叠加法 | 第92-93页 |
| 4.1.3 不同海况下 TLP 响应比较研究（数值模拟） | 第93-95页 |
| 4.1.4 不同浪向角下 TLP 各个自由度的响应（数值模拟） | 第95-97页 |
| 4.1.5 相同特征波高，不同谱峰周期 TLP 响应比较研究（数值模拟） | 第97-98页 |
| 4.1.6 考虑耦合和不考虑耦合 TLP 响应比较研究（数值模拟） | 第98页 |
| 4.1.7 数值模拟结论 | 第98-99页 |
| 4.2 不同海况及浪向角下 TLP 动力响应的实验研究及数值模拟对比 | 第99-104页 |
| 4.2.1 数值模拟与实验结果响应谱比较 | 第100-101页 |
| 4.2.2 不同海况下平台运动响应统计值比较 | 第101-102页 |
| 4.2.3 不同浪向角下张力腿平台运动响应统计值比较 | 第102-103页 |
| 4.2.4 结论 | 第103-104页 |
| 4.3 张力腿张力响应规律分析 | 第104-111页 |
| 4.3.1 不同浪向角、不同海况张力腿能量谱比较 | 第104-106页 |
| 4.3.2 不同海况下各根张力腿统计值比较 | 第106-107页 |
| 4.3.3 不同浪向角下各根张力腿统计值比较 | 第107-109页 |
| 4.3.4 张力腿平台加速度实验与数值模拟结果比较 | 第109-111页 |
| 4.3.5 数值模拟与实验结果比较结论 | 第111页 |
| 4.4 风浪流联合作用下平台动力响应 | 第111-124页 |
| 4.4.1 考虑流作用的 TLP 波浪载荷计算 | 第111-112页 |
| 4.4.2 风载荷模拟 | 第112-113页 |
| 4.4.3 不同海况下风浪流联合作用对 TLP 运动影响 | 第113-116页 |
| 4.4.4 不同海况下风浪流联合作用对 Tendon 张力的影响 | 第116-117页 |
| 4.4.5 不同浪向角下 TLP 各自由度响应比较 | 第117-121页 |
| 4.4.6 风和流对张力腿张力的影响 | 第121-123页 |
| 4.4.7 不同浪向角下 TLP 张力腿张力比较 | 第123页 |
| 4.4.8 结论 | 第123-124页 |
| 4.5 畸形波下张力腿平台动力响应研究 | 第124-134页 |
| 4.5.1 畸形波模拟方法 | 第126-127页 |
| 4.5.2 畸形波模拟参数的选取 | 第127-128页 |
| 4.5.3 各种畸形波模拟方法的比较 | 第128页 |
| 4.5.4 改进随机波+瞬态波模型参数的选取 | 第128-129页 |
| 4.5.5 张力腿受畸形波运动响应计算结果及讨论 | 第129-130页 |
| 4.5.6 张力腿平台在畸形波作用下时域数值计算 | 第130-134页 |
| 4.5.7 结论 | 第134页 |
| 4.6 本章结论 | 第134-136页 |
| 第五章 无限长多方柱二维涡激运动研究 | 第136-176页 |
| 5.1 研究背景及国内相关研究进展 | 第137-138页 |
| 5.2 单柱绕流运动的数值模拟 | 第138-141页 |
| 5.2.1 单方柱绕流模型 | 第138-139页 |
| 5.2.2 单方柱绕流的水动力系数及斯特哈尔数 | 第139-141页 |
| 5.3 单立柱涡激运动的数值模拟 | 第141-151页 |
| 5.3.1 计算方法 | 第141-142页 |
| 5.3.2 振幅计算结果及走势分析 | 第142-145页 |
| 5.3.3 频率锁定现象 | 第145-146页 |
| 5.3.4 拖曳力及升力系数的时间历程曲线 | 第146-148页 |
| 5.3.5 涡激运动相图及尾涡结构形式 | 第148-151页 |
| 5.4 多方柱绕流特性研究 | 第151-158页 |
| 5.4.1 多立柱绕流特性概述 | 第151-152页 |
| 5.4.2 多立柱绕流计算模型与边界条件设置 | 第152-154页 |
| 5.4.3 计算结果与分析 | 第154-158页 |
| 5.5 多方柱二维涡激运动的数值模拟 | 第158-174页 |
| 5.5.1 多方柱二维涡激运动的计算网格 | 第158-159页 |
| 5.5.2 平台固有周期及无因次衰减系数的确定 | 第159-163页 |
| 5.5.3 计算结果及分析 | 第163-174页 |
| 5.6 本章小结 | 第174-176页 |
| 第六章 张力腿平台三维涡激运动特性研究 | 第176-203页 |
| 6.1 单方柱三维数值绕流特性数值模拟及验证 | 第176-178页 |
| 6.2 张力腿平台三维数值模型的建立 | 第178-179页 |
| 6.3 张力腿平台绕流特性 | 第179-191页 |
| 6.3.1 升阻力系数及斯特哈尔数 | 第179-185页 |
| 6.3.2 尾涡的形成及发展 | 第185-187页 |
| 6.3.3 压力系数分布特点 | 第187-189页 |
| 6.3.4 流场旋度特点 | 第189-191页 |
| 6.3.5 流场涡量等值面特征 | 第191页 |
| 6.4 张力腿平台三维涡激特性研究 | 第191-200页 |
| 6.4.1 流向及横向涡激运动特性 | 第191-195页 |
| 6.4.2 横向受力与涡激运动的分析 | 第195-198页 |
| 6.4.3 张力腿平台表面压力系数分布研究 | 第198-199页 |
| 6.4.4 张力腿平台涡量等值面特性 | 第199-200页 |
| 6.5 本章小结 | 第200-203页 |
| 第七章 平台运动影响下张力腿涡激振动研究 | 第203-235页 |
| 7.1 引言 | 第203-207页 |
| 7.2 基于非线性动力学方法的张力腿涡激振动研究 | 第207-219页 |
| 7.2.1 张力腿振动方程 | 第207-209页 |
| 7.2.2 振动方程的求解 | 第209-210页 |
| 7.2.3 张力腿特征参数与固有频率 | 第210-211页 |
| 7.2.4 海流产生的原因及分类 | 第211页 |
| 7.2.5 均匀流下张力腿的涡激振动特性研究 | 第211-215页 |
| 7.2.6 阶梯流下张力腿的涡激振动特性研究 | 第215-217页 |
| 7.2.7 波流联合作用下张力腿的涡激振动特性研究 | 第217-219页 |
| 7.2.8 拖曳力系数和升力系数对张力腿涡激振动幅值的影响分析 | 第219页 |
| 7.3 基于切片法的张力腿涡激振动研究 | 第219-233页 |
| 7.3.1 切片模型相关参数及计算流程 | 第220-223页 |
| 7.3.2 定常张力下的涡激振动 | 第223-227页 |
| 7.3.3 平台运动影响下张力腿涡激振动特性研究 | 第227-233页 |
| 7.4 本章小结 | 第233-235页 |
| 第八章 总结与展望 | 第235-241页 |
| 8.1 主要研究内容与结论 | 第235-238页 |
| 8.2 主要创新点 | 第238-239页 |
| 8.3 进一步研究工作展望 | 第239-241页 |
| 参考文献 | 第241-254页 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 | 第254-255页 |
| 致谢 | 第255页 |
