| 中文摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-33页 |
| 1.1 引言 | 第13-15页 |
| 1.2 Spar平台简介 | 第15-23页 |
| 1.2.1 Spar平台在深海油气开发中的优势 | 第15-17页 |
| 1.2.2 Spar平台的结构形式 | 第17-20页 |
| 1.2.3 Spar平台三种基本类型 | 第20-21页 |
| 1.2.3.1 经典式Spar(ClassicSpar) | 第20页 |
| 1.2.3.2 桁架式Spar(TrussSpar) | 第20-21页 |
| 1.2.3.3 多柱式Spar(CellSpar) | 第21页 |
| 1.2.4 全球Spar平台汇总 | 第21-23页 |
| 1.3 Spar平台国内外研究现状 | 第23-30页 |
| 1.3.1 Spar平台主体波浪载荷与水动力特性的研究 | 第24-25页 |
| 1.3.2 Spar平台运动特性研究 | 第25-27页 |
| 1.3.3 Spar平台非线性耦合运动响应及失稳研究 | 第27-29页 |
| 1.3.4 Spar平台涡激运动研究 | 第29-30页 |
| 1.4 本文的研究意义和主要内容 | 第30-33页 |
| 第2章 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度运动模型的建立 | 第33-45页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 模型坐标系 | 第33-35页 |
| 2.3 Spar平台六自由度运动方程的建立 | 第35-37页 |
| 2.4 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度运动方程的化简 | 第37-38页 |
| 2.5 Spar平台垂荡-横摇-纵摇三自由度非线性回复刚度的推导 | 第38-41页 |
| 2.6 Spar平台垂荡-横摇-纵摇非线性耦合运动方程的建立 | 第41-42页 |
| 2.7 非线性运动方程的求解方法 | 第42-44页 |
| 2.7.1 多尺度法简介 | 第42-43页 |
| 2.7.2 四阶Runge-Kutta方法简介 | 第43-44页 |
| 2.8 本章小结 | 第44-45页 |
| 第3章 Spar平台波浪载荷和涡激载荷计算 | 第45-59页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 浮体结构三维势流理论 | 第45-50页 |
| 3.2.1 流场速度势的求解 | 第46-48页 |
| 3.2.2 一阶波浪载荷的求解 | 第48-50页 |
| 3.3 流体力学基础理论 | 第50-54页 |
| 3.3.1 一般流体的基本控制方程 | 第51页 |
| 3.3.2 圆柱绕流理论基础 | 第51-53页 |
| 3.3.3 圆柱绕流的升力 | 第53-54页 |
| 3.3.4 计算流体动力学简介 | 第54页 |
| 3.4 Spar平台环境载荷计算算例 | 第54-57页 |
| 3.4.1 一阶波浪载荷传递函数的计算 | 第54-55页 |
| 3.4.2 涡激升力系数的数值模拟 | 第55-57页 |
| 3.4.2.1 Spar平台二维圆柱绕流建模 | 第55-56页 |
| 3.4.2.2 Spar平台二维圆柱绕流涡激升力和涡泄频率 | 第56-57页 |
| 3.5 本章小结 | 第57-59页 |
| 第4章 垂荡主共振时Spar平台垂荡-横摇-纵摇内共振运动特性 | 第59-93页 |
| 4.1 引言 | 第59-60页 |
| 4.2 Spar平台垂荡-横摇-纵摇非线性耦合运动方程的建立 | 第60-62页 |
| 4.3 垂荡主共振时Spar平台三自由度非线性方程一阶摄动解求解 | 第62-65页 |
| 4.4 垂荡主共振时稳态解分析 | 第65-69页 |
| 4.4.1 Case(a)a_4和a_5为零,a_3不为零 | 第65-66页 |
| 4.4.2 Case(b)a_3、a_4和a_5均不为零 | 第66-69页 |
| 4.5 解的稳定性分析 | 第69-70页 |
| 4.6 一阶近似解析解的局部分岔和稳定性分析 | 第70-75页 |
| 4.7 数值验证 | 第75-83页 |
| 4.8 敏感性分析 | 第83-88页 |
| 4.8.1 阻尼系数对结果的影响 | 第84-86页 |
| 4.8.2 调谐因子对结果的影响 | 第86-88页 |
| 4.9 横摇和纵摇模态阻尼不同时的结果 | 第88-89页 |
| 4.10 垂荡主共振时的分岔与混沌运动分析 | 第89-91页 |
| 4.10.1 垂荡波浪力幅值变化引起的分岔和混沌运动 | 第89-90页 |
| 4.10.2 波浪频率变化引起的分岔和混沌运动 | 第90-91页 |
| 4.11 本章小结 | 第91-93页 |
| 第5章 横摇主共振时Spar平台垂荡-横摇-纵摇内共振运动特性 | 第93-123页 |
| 5.1 引言 | 第93页 |
| 5.2 横摇主共振时非线性耦合运动方程的建立和化简 | 第93-95页 |
| 5.3 横摇主共振时Spar平台三自由度非线性方程一阶摄动解求解 | 第95-98页 |
| 5.4 横摇主共振时稳态解分析 | 第98-102页 |
| 5.4.1 Case(a)a_5为零,a_3和a_4不为零 | 第99-100页 |
| 5.4.2 Case(b)a_3、a_4和a_5均不为零 | 第100-102页 |
| 5.5 解的稳定性分析 | 第102-103页 |
| 5.6 一阶近似解析解的局部分岔和稳定性分析 | 第103-107页 |
| 5.7 数值验证 | 第107-116页 |
| 5.8 敏感性分析 | 第116-120页 |
| 5.8.1 阻尼系数对结果的影响 | 第117-119页 |
| 5.8.2 调谐因子对结果的影响 | 第119-120页 |
| 5.9 本章小结 | 第120-123页 |
| 第6章 Spar平台垂荡-横摇-纵摇组合共振运动特性 | 第123-157页 |
| 6.1 引言 | 第123-124页 |
| 6.2 组合共振时运动方程的化简和求解 | 第124-128页 |
| 6.3 组合共振时稳态解分析 | 第128-132页 |
| 6.3.1 Case(a)a_4为零,a_3和a_5不为零 | 第129-130页 |
| 6.3.2 Case(b)a_3、a_4和a_5不为零 | 第130-132页 |
| 6.4 解的稳定性分析 | 第132-133页 |
| 6.5 组合共振一阶摄动解的局部分岔和稳定性分析 | 第133-136页 |
| 6.6 数值验证 | 第136-150页 |
| 6.6.1 存在稳态解时组合共振数值分析 | 第136-144页 |
| 6.6.2 不存在稳态解时组合共振数值分析 | 第144-150页 |
| 6.7 组合共振分岔与混沌运动分析 | 第150-154页 |
| 6.7.1 纵摇波浪力矩变化引起的分岔和混沌运动 | 第151-152页 |
| 6.7.2 波浪频率变化引起的分岔和混沌运动 | 第152-153页 |
| 6.7.3 纵摇阻尼系数对平台分岔和混沌的影响 | 第153-154页 |
| 6.8 本章小结 | 第154-157页 |
| 第7章 波流联合作用下Spar平台非线性运动模型试验 | 第157-193页 |
| 7.1 引言 | 第157-158页 |
| 7.2 相似理论 | 第158页 |
| 7.3 试验环境及模型参数 | 第158-161页 |
| 7.4 试验过程 | 第161-164页 |
| 7.5 静水中Spar平台的自由衰减试验 | 第164-165页 |
| 7.6 规则波中Spar平台非线性运动试验 | 第165-173页 |
| 7.6.1 相同波高下幅频响应曲线 | 第165-166页 |
| 7.6.2 几组典型海况下的非线性运动响应和频谱分析 | 第166-170页 |
| 7.6.3 初始条件对能量渗透的影响 | 第170-171页 |
| 7.6.4 内共振和组合共振不稳定参数域 | 第171-172页 |
| 7.6.5 不同波浪频率下波幅对平台响应幅值的影响 | 第172-173页 |
| 7.7 均匀流中Spar平台涡激运动试验 | 第173-182页 |
| 7.7.1 试验工况 | 第174页 |
| 7.7.2 不同流速横摇响应时间历程曲线和频谱分析 | 第174-177页 |
| 7.7.3 不同试验工况下的响应幅值和频率特性分析 | 第177-179页 |
| 7.7.4 涡激运动其他模态的响应特性 | 第179-182页 |
| 7.8 波流联合作用下Spar平台非线性运动试验 | 第182-190页 |
| 7.8.1 波流联合作用试验流程 | 第182页 |
| 7.8.2 波流联合作用下Spar平台线性运动响应 | 第182-183页 |
| 7.8.3 波流联合作用下Spar平台非线性内共振运动响应分析 | 第183-187页 |
| 7.8.4 波流联合作用下Spar平台组合共振响应分析 | 第187-189页 |
| 7.8.5 相同波浪频率不同流速下平台响应随波高的变化 | 第189-190页 |
| 7.9 本章小结 | 第190-193页 |
| 第8章 总结与展望 | 第193-199页 |
| 8.1 本文总结 | 第193-195页 |
| 8.2 本文的主要创新点 | 第195-197页 |
| 8.3 未来工作展望 | 第197-199页 |
| 参考文献 | 第199-206页 |
| 攻读博士期间发表论文和科研情况说明 | 第206-208页 |
| 致谢 | 第208-209页 |
