本發(fā)明屬于漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性分析，具體為基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法。

背景技術(shù)：

1、在半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺設(shè)計中，穩(wěn)性計算對確定漂浮式基礎(chǔ)平臺的體型極其重要。穩(wěn)性計算的傳統(tǒng)計算方法是手工圖解法，其中平臺在外力矩作用下產(chǎn)生不同角度傾角變化時，浮心位置的曲線函數(shù)確定較為繁雜(浮心位置隨著傾角、排水體積的大小和形狀變化而變化)，耗時長。對于深遠(yuǎn)海半潛式浮式基礎(chǔ)平臺設(shè)計，各種工況組合多達(dá)數(shù)十種，直接影響設(shè)計工作進(jìn)度和工程進(jìn)度；且進(jìn)行體型優(yōu)化設(shè)計時，需重復(fù)計算不同體型的浮心位置變化曲線函數(shù)，極為繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解不準(zhǔn)確、不便捷的問題，提出了基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，通過catia軟件的三維參數(shù)化設(shè)計功能，實現(xiàn)參數(shù)化建立半潛式漂浮基礎(chǔ)三維模型。同時通過catia自帶的宏命令，將不同體型不同傾角的浮心坐標(biāo)批量寫入到excel中，可以快速生成浮心位置曲線函數(shù)及排水體積變化函數(shù)，從而快速求得復(fù)原力矩曲線。極大地提高深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解效率。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，包括如下步驟：

3、s1、收集工程區(qū)的環(huán)境條件；

4、s2、根據(jù)上部荷載，初擬漂浮基礎(chǔ)平臺的體型參數(shù)；

5、s3、根據(jù)初擬的體型以及體型參數(shù)，計算出漂浮基礎(chǔ)平臺的重心并利用catia三維建模軟件，建立漂浮式基礎(chǔ)平臺的三維模型；

6、s4、以漂浮基礎(chǔ)平臺的重心為轉(zhuǎn)動點，通過catia三維建模軟件獲取排水體的體積及浮心坐標(biāo)，進(jìn)而求得不同傾角下的復(fù)原力矩曲線；

7、s5、基于風(fēng)傾力矩曲線與所述復(fù)原力矩曲線，進(jìn)行穩(wěn)性計算分析。

8、作為優(yōu)選，所述環(huán)境條件包括氣象條件、海洋水文條件。

9、作為優(yōu)選，所述體型參數(shù)包括吃水深度、排水量、立柱跨距、立柱高度、立柱直徑。

10、作為優(yōu)選，所述s3包括：

11、s31、根據(jù)初擬的體型參數(shù)，選擇坐標(biāo)原點，建立三維坐標(biāo)系；

12、s32、基于初擬的體型，將漂浮基礎(chǔ)平臺分為若干部分，并計算出下水前漂浮基礎(chǔ)平臺的重心坐標(biāo)；

13、s33、根據(jù)初擬的漂浮基礎(chǔ)平臺的體型參數(shù)，利用catia三維建模軟件，通過在catia中輸入重心坐標(biāo)和相應(yīng)的體型參數(shù)，建立漂浮基礎(chǔ)平臺的三維模型。

14、作為優(yōu)選，三維坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸的參數(shù)值具體表達(dá)式如下表示：

15、其中，gi表示第i塊結(jié)構(gòu)的重量。

16、作為優(yōu)選，s4包括：

17、s41、漂浮基礎(chǔ)平臺傾角為0°時，漂浮基礎(chǔ)平臺浮于水線w0l0，排水體體積為v，重心在g點，浮心在b0點，漂浮基礎(chǔ)平臺在風(fēng)傾力矩作用下，產(chǎn)生傾角浮于水線此時，漂浮基礎(chǔ)平臺的重心保持不變，排水體體積發(fā)生變化，浮心位置由b0點沿某一曲線移動到重力與浮力形成復(fù)原力矩；

18、s42、以漂浮基礎(chǔ)平臺的重心為轉(zhuǎn)動點，改變漂浮基礎(chǔ)平臺傾角，獲取不同傾角下的排水體的體積及浮心坐標(biāo)；

19、s43、將所述不同傾角下的排水體的體積及浮心坐標(biāo)導(dǎo)入excel中，形成排水體體積變化曲線及浮心變化曲線，進(jìn)而求得復(fù)原力矩的力臂和浮力的大小，從而求得不同傾角下的復(fù)原力矩曲線。

20、作為優(yōu)選，s5包括：

21、根據(jù)風(fēng)傾力矩曲線與所述復(fù)原力矩曲線，使得復(fù)原力矩曲線、風(fēng)傾力矩曲線從同一初始角至第二交點或進(jìn)水角所包圍的面積比不小于1.3；其中，選取第二交點和進(jìn)水角之中數(shù)值較小的一個。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本方案通過catia軟件的三維參數(shù)化設(shè)計功能，實現(xiàn)參數(shù)化建立半潛式漂浮基礎(chǔ)三維模型。同時通過catia自帶的宏命令，將不同體型不同傾角的浮心坐標(biāo)批量寫入到excel中，可以快速生成浮心位置曲線函數(shù)及排水體積變化函數(shù)，從而快速求得復(fù)原力矩曲線。極大地提高深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解效率。

技術(shù)特征：

1.基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于，所述s3包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于，所述s4包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于catia的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，其特征在于，所述s5包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于CATIA的深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解方法，屬于水利水電工程信息化系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，包括：S1、收集工程區(qū)的環(huán)境條件；S2、根據(jù)上部荷載，初擬漂浮基礎(chǔ)平臺的體型參數(shù)；S3、計算出漂浮基礎(chǔ)平臺的重心并利用CATIA三維建模軟件，建立漂浮式基礎(chǔ)平臺的三維模型；S4、以漂浮基礎(chǔ)平臺的重心為轉(zhuǎn)動點，獲取排水體的體積及浮心坐標(biāo)，進(jìn)而求得不同傾角下的復(fù)原力矩曲線，進(jìn)行穩(wěn)性計算分析。本方案通過CATIA軟件的三維參數(shù)化設(shè)計功能，實現(xiàn)參數(shù)化建立半潛式漂浮基礎(chǔ)三維模型。同時通過將不同體型不同傾角的浮心坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為浮心位置曲線函數(shù)及排水體積變化函數(shù)，從而快速求得復(fù)原力矩曲線。極大地提高深遠(yuǎn)海半潛式漂浮基礎(chǔ)平臺穩(wěn)性求解效率。

技術(shù)研發(fā)人員：房彬,楊家修,羅洪波,張高,呂康,劉曜,秦曉亮,王明,李丹丹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21