深海Spar平台非线性参激运动特性及运动失稳机理研究

深海Spar平台固有动力特性满足运动模态之间内共振关系，在长波作用下，观察到了Spar平台出现奇异大幅纵摇运动和参数激励运动Mathieu失稳现象，严重威胁平台的作业安全。本项目研究Spar平台长波中的耦合运动特性和运动失稳破坏机理。考虑系泊索、主体结构及垂荡板等附属结构，确定水动力阻尼；考虑主体结构排水体积和浮心的时变特性及波面升高，确定参数激励项；考虑参数激励、系泊系统与主体运动之间的非线性耦合关系，以及垂荡运动与纵摇运动频率的内共振关系，研究垂荡与纵摇模态之间的相互影响，分析平台耦合运动的失稳参数域，以及模态内共振情况平台耦合运动的非线性动力学行为。本成果可揭示高海情下平台垂荡-纵摇耦合运动的动力特性，发现Spar平台运动更具危险的复杂动力行为及其发生的动力学条件，揭示平台参激运动的失稳机理并提出运动失稳的控制方法，为Spar平台动力学参数优化和运动控制奠定理论基础。