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船舶与海洋工程试验研究第二讲上海交通大学海洋工程国家重点实验室内容提要一、模型试验概述二、模型试验设施介绍三、国内外海洋工程水池概况四、我校海洋工程水池模型试验基础232005年秋季“卡特里娜”和“丽塔”飓风毁坏了墨西哥湾地区113座石油平台、457条油气管道。
恶劣的海洋环境是影响海洋工程设施安全性的重要因素1980年3月，北海的挪威“基兰”号石油平台被波涛吞没，死亡120多人。
模型试验研究的必要性4●海洋环境恶劣，海洋工程往往技术复杂、投资巨大、风险极高，其技术性能、安全性能和作业性能等均需要充分研究和论证。
●常用研究手段：数值模拟（Numerical Simulation ）模型试验（Model Test ）●结构有限元分析理论与软件（SESAM、NASTRAN等）均相当成熟，结构强度分析等可通过数值模拟来完成。
●在水动力性能分析方面，虽然凭借当今计算流体力学（CFD）的水平，可以进行数值模拟与计算，然而，由于计算中常引入诸多假定或经验数据，计算结果可靠度欠佳。
●因此，迄今为止，海洋工程界仍然一致认为水动力模型试验的结果最为可靠，并以此作为设计、建造浮式海洋平台的最终定夺。
●几乎任何一座浮式海洋平台的设计、建造都要进行物理模型试验。
5模型试验研究的作用●随着数值模拟技术和计算机技术的进步，模型试验研究的作用也在发生改变。
●早期，主要通过模型试验获得海洋工程结构物的水动力性能，并进行方案的优化设计。
●现在，方案设计的大量优化工作依据数值模拟结果在计算机上完成，模型试验主要用于对数值预报结果的验证，预报非线性和不可预知性的水动力特性，以及对优化设计方案技术性能的认证，并提供最直接和最可靠的性能依据。
●有时，模型试验还能够最直观地让我们发现未知现象，丰富对自然界的认识。
67FP 12.5m()原设计14.5m()更改设计原设计系泊链系泊系统支撑机构更改设计首部型线BZ25-1 FPSO 2002年~2003年挪威APL 公司委托交大进行的渤海BZ25-1 FPSO 系统工程试验研究中，发现浅水非线性水动力作用造成FPSO 运动与系泊力异常，进而部分更改了FPSO 型线和系泊系统的设计方案原设计现设计原方案试验80 0 0Time (s) 0Time (s)02001年美国SOFEC 公司委托交大进行的FPSO 系统试验研究中，发现设计方案会产生意外的波浪砰击现象。
船舶与海洋工程试验研究模型模拟与制作上海交通大学海洋工程国家重点试验室2误差不能超过1毫米。
3海洋平台模型的制作模型物理特性模拟模型试验相似理论要求；海洋平台物理特性的真实模拟和精确测试是实验结果正确与否的重要基础；5模型物理特性约束条件为为模型质心三维坐标的目标6其中，Rxx, Ryy, Rzz分别为模型绕三个坐标轴的惯性半径目标值。
7m模型质量调节质量调节完成后，在专用的船模调节架上进行船模重心位置和刀口10●调节架转动部分的相关已知参数：基准面至刀口转动轴的垂向高度Z O调节架质量W 1调节架重心垂向位置Z G1调节架绕刀口转动轴的惯性半径l 1●船模在调节架中间沿纵向方向放置。
重心和惯量调节装置----船模调节架调节架转动部分的重量W 1、重心垂向位置Z G1、绕刀口转动轴的惯性半径l 1均需要在进行船模参数调节之前进行测量，并作为已知量处理。
刀口形成的转动轴基准面（船底基平面）O z 111213通过纵向倾斜试验获得；14●根据分布质量的单摆振荡原理，惯性矩的定义和平行轴原理151617 1819●根据实际系泊锚链的尺寸（长度和直径）按缩尺比选用模型系泊链的长度和直径。
●对于锚链和钢丝绳，模型选用微型锚链和钢丝绳模拟●对于尼龙缆，模型选用软绳或微型钢丝绳模拟。
系泊缆自身外形的几何相似20210510152025303540非线性弹性的模拟系泊链重块微型钢丝绳弹簧微型锚链单位配重（铅丝）立管的模拟与系泊缆的模拟类似。
立管的模拟Steep-S configuration lazy wave configuration 24带浮子的长立管（Riser）模型25软刚臂系泊系统的制作与模拟三分力仪万向接头软刚臂与吊杆转动机构内含压载以调节重量、重心27及电位器张力腿模型：靠垫模型29跨接软管模型码头模型31长度l4 32重力加速度g底部上表面到刀口距离z12W3323435）方法，即采用足够大的缩尺比λ，如1:200。
