涌浪環(huán)境中鋪管船橫搖機(jī)理及模型試驗(yàn)研究

閆澍旺，李 嘉，雷震名，孫立強(qiáng)，陳國鋒，陶 琳

(1. 天津大學(xué) 水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072； 2. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

涌浪環(huán)境中鋪管船橫搖機(jī)理及模型試驗(yàn)研究

閆澍旺1，李 嘉1，雷震名2，孫立強(qiáng)1，陳國鋒1，陶 琳1

(1. 天津大學(xué) 水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072； 2. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

“海洋石油201”號(hào)等多艘鋪管船在東海海域進(jìn)行鋪管施工時(shí)受低頻涌浪環(huán)境影響橫搖運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，嚴(yán)重影響了正常鋪管作業(yè)。為了分析鋪管船橫搖過大的原因，從理論上分析了鋪管船可能發(fā)生較大橫搖的波浪條件，并對“海洋石油201”號(hào)鋪管船在遭遇波浪周期等于橫搖固有周期1/2倍和1倍，不同波高的規(guī)則波中航向角分別為0°、30°、60°和90°時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明鋪管船遭遇周期為其橫搖固有周期一半的涌浪時(shí)未發(fā)生參數(shù)橫搖，而遭遇與其橫搖固有周期接近的涌浪時(shí)發(fā)生諧搖是導(dǎo)致其橫搖運(yùn)動(dòng)過大的原因。研究成果與相應(yīng)的氣象資料結(jié)合，可為鋪管船施工氣候窗口的選擇提供依據(jù)。

涌浪；鋪管船；橫搖；模型試驗(yàn)；運(yùn)動(dòng)特征；海洋石油201號(hào)；東海

Abstract: The pipelay vessels such as ‘HAI YANG SHI YOU 201’. were seriously affected by the low frequency swells in the East China Sea, and the rolling amplitude was too large to lay pipeline normally. In order to analyse the reason, two conditions, parametric rolling, and synchronous rolling, which might be the cause of dramatic rolling were analyzed theoretically and model tests of pipelay vessel ‘HAI YANG SHI YOU 201’ with heading angles of 0°,30°,60° and 90° in swells with different periods and wave heights were carried out respectively. The test data proves that the reason for the dramatic rolling is not parametric rolling which does not occur when swells’ period is equal to approximately half the natural rolling period, but synchronous rolling will happen when swells’ period nears barge’s natural rolling period. The research results combined with meteorological data can provide a basis for the choice of construction climate.

Keywords: swells; pipelay vessel; rolling; model test; motion feature; HAI YANG SHI YOU 201; the East China Sea

鋪管船是海底管道鋪設(shè)的重要施工裝備，多數(shù)鋪管法需要將分段的油氣管道在鋪管船上焊接，因此對鋪管船的穩(wěn)性提出了較高要求，鋪管施工時(shí)若鋪管船運(yùn)動(dòng)幅值過大會(huì)影響鋪管施工質(zhì)量甚至危及船舶和設(shè)備安全[1]。在近期進(jìn)行的東海大開發(fā)中，東海海域的低頻涌浪環(huán)境對“海洋石油201”號(hào)等多艘鋪管船產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，在海上天氣晴朗、風(fēng)速較低和波高不大的情況下，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)及實(shí)際天氣情況判斷應(yīng)當(dāng)滿足施工條件，但鋪管船橫搖運(yùn)動(dòng)卻十分強(qiáng)烈，嚴(yán)重影響了海底管道的正常鋪設(shè)安裝，造成鋪管船海上待機(jī)時(shí)間和施工費(fèi)用大大增加。

為了分析鋪管船橫搖過大的原因，以采取相應(yīng)的工程對策來減緩橫搖，避免橫搖過大鋪管船無法施工造成海上待機(jī)時(shí)間過長甚至影響船舶和設(shè)備的安全，有必要對鋪管船在涌浪環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)特征特別是橫搖進(jìn)行研究。通過在麗水、黃巖區(qū)塊布置測點(diǎn)監(jiān)測該區(qū)域涌浪特征，并對已有氣象資料進(jìn)行分析得到該海域涌浪的周期特征；理論上分析了涌浪環(huán)境中鋪管船可能發(fā)生較大橫搖的兩種工況，分別是鋪管船發(fā)生參數(shù)橫搖和諧搖兩種狀態(tài)；針對上述兩種工況分別對“海洋石油201”號(hào)鋪管船處于不同航向角時(shí)在不同波高規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行了模型試驗(yàn)，得到了一些有益的結(jié)論。

鋪管船及鋪管設(shè)備投資消耗巨大，如“海洋石油201”號(hào)的研制歷時(shí)7年，從開工建造到交船歷時(shí)43.5個(gè)月，投資約30億元，使用成本也非常昂貴，在海上一旦橫搖過大無法施工甚至損壞設(shè)備將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文研究成果與涌浪監(jiān)測資料結(jié)合，可為鋪管船施工氣候窗的選擇提供依據(jù)，海底管道鋪設(shè)時(shí)選擇適合的海況出海，可大幅提高鋪管船的運(yùn)動(dòng)性能和可作業(yè)率，減輕鋪管船海上待機(jī)造成的損失。

1 東海海域涌浪特點(diǎn)

海浪是船舶在海上產(chǎn)生搖蕩運(yùn)動(dòng)的最主要因素，通常以風(fēng)浪和涌浪混合的形式存在[2]。風(fēng)浪是由風(fēng)產(chǎn)生并一直處于風(fēng)的作用下的波浪，主要特點(diǎn)是周期較小，波峰尖削；而涌浪可能是由別處的風(fēng)引起的風(fēng)浪傳播而來，也可能是風(fēng)停止或削弱或改變了原來風(fēng)向而形成，特點(diǎn)是周期較大，波面平坦光滑，波長數(shù)百米的涌浪在海上甚至難以發(fā)覺?！昂Ｑ笫?01”號(hào)鋪管船在東海海域施工發(fā)生強(qiáng)烈橫搖運(yùn)動(dòng)時(shí)該海域風(fēng)速較低，風(fēng)浪并不明顯，而波浪監(jiān)測結(jié)果顯示該海域存在低頻涌浪成分，鋪管船橫搖運(yùn)動(dòng)很可能是由于涌浪引起。

我國東海海域東臨太平洋且自身海域較開闊，海域內(nèi)的涌浪既可能從西北太平洋傳來也可能因局地風(fēng)速、風(fēng)向突變由局地的風(fēng)浪轉(zhuǎn)化形成。西北太平洋涌浪生成區(qū)(包括黃海、日本海、日本以南洋面、臺(tái)灣海峽、臺(tái)灣及巴士海峽以東洋面、菲律賓以東洋面等)在冷空氣和熱帶氣旋等天氣系統(tǒng)作用下形成的波浪脫離風(fēng)區(qū)傳至東海是該海域涌浪重要的成因，另外東海氣旋等快變天氣過程中風(fēng)速、風(fēng)向迅速改變后局地的風(fēng)浪也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛坷恕?/p>

圖1 東海與東太平洋涌浪頻率分布Fig. 1 Frequency distribution of swell in the East China Sea and the East Pacific Ocean

在麗水、黃巖區(qū)塊布置測點(diǎn)，對該區(qū)域涌浪進(jìn)行了12個(gè)月的監(jiān)測，并將測得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[3]，發(fā)現(xiàn)有效波高周期主要集中在3～5 s區(qū)間，出現(xiàn)頻率在90%左右；周期為8 s以上的涌浪在10%以下，而周期超過10 s的涌浪只占到0.01%左右。將監(jiān)測所得數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并與東太平洋波浪進(jìn)行比較，如圖1所示，可知與東太平洋相比，東海長周期波比例明顯偏少。

同時(shí)，文獻(xiàn)[3]收集和整理了東海區(qū)域1983-2013年共計(jì)30年的氣象資料，認(rèn)為涌浪周期主要分布在14 s以內(nèi)，周期10 s以上涌浪出現(xiàn)可能性仍然較大。因此，主要對該周期范圍內(nèi)涌浪造成的鋪管船運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。

2 船舶參數(shù)激勵(lì)橫搖原理

船舶橫浪時(shí)遭遇周期接近其橫搖固有周期的海浪時(shí)發(fā)生諧搖，此時(shí)橫搖可能達(dá)到很大值，是船舶航行中比較危險(xiǎn)的情況。船舶航向角的改變可以改變波浪的遭遇周期，因此可以通過調(diào)整航向角減緩橫搖。但阻尼較小的船舶在頂浪或接近頂浪的情況下，當(dāng)遭遇特定頻率的波浪時(shí)，仍可能產(chǎn)生較大橫搖，這種現(xiàn)象稱為參數(shù)激勵(lì)橫搖。船舶參數(shù)激勵(lì)橫搖的數(shù)學(xué)模型可用考慮非線性阻尼力矩與非線性復(fù)原力矩的聯(lián)合影響橫搖方程建立：

式中：b1、b2是阻尼系數(shù)，c(φ,t)是復(fù)原力矩，M(ωe,t)是擾動(dòng)力矩，隨遭遇波浪的頻率和時(shí)間變化。

考慮線性阻尼—線性復(fù)原力矩的情況，將復(fù)雜的非線性問題進(jìn)行一定簡化，這時(shí)b2=0，c是時(shí)間的函數(shù)，式(1)可取為：

迎浪情況下，擾動(dòng)力矩M0=0，此時(shí)式(4)為

該方程即為Mathieu方程，特點(diǎn)是在無阻尼的情況下，當(dāng)頻率為某些值的時(shí)候，橫搖角趨于無窮大，實(shí)際中由于阻尼的存在，方程的解在上述頻率處由無窮大的解減為某一較大的橫搖角，這些頻率對應(yīng)的周期：

式中：Tφ為船舶橫搖固有周期。

Paulling和Rosenberg[5]、Nayfeh[6]在運(yùn)動(dòng)分析中考慮實(shí)際的船體濕表面的影響，采用橫穩(wěn)心高度諧波變化來近似表示非線性恢復(fù)力矩，得到和Mathieu方程相似的結(jié)果，該結(jié)果可以解釋船舶遭遇特定周期的波浪時(shí)橫搖運(yùn)動(dòng)顯著的現(xiàn)象。當(dāng)橫搖角較大，需要考慮阻尼和復(fù)原力矩的非線性時(shí)，便需要以方程(1)的形式建立更為復(fù)雜的非線性方程。由于建立精確的非線性方程非常困難，研究人員根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，加入定性考慮的因素，認(rèn)為參數(shù)激勵(lì)橫搖地發(fā)生需同時(shí)滿足如下條件[7-9]：遭遇海浪周期與船舶橫搖固有周期滿足T/Tφ=n/2，n為整數(shù)；船舶運(yùn)動(dòng)和海浪引起的橫穩(wěn)心高度周期變化較大；橫搖阻尼較低。

理論上，參數(shù)激勵(lì)橫搖包括船舶遭遇波浪周期等于其橫搖固有周期的1/2倍、1倍、3/2倍等情況，但目前只觀察到遭遇波浪周期等于橫搖固有周期的1/2倍和1倍的情況，對于遭遇波浪周期等于橫搖固有周期的情況也就是普通的共振諧搖發(fā)生的條件，遭遇波浪周期等于橫搖固有周期的1/2倍時(shí)發(fā)生橫搖的現(xiàn)象常稱為參數(shù)橫搖，因此這里重點(diǎn)對鋪管船遭遇涌浪周期等于其橫搖固有周期的1/2倍和1倍的情況展開試驗(yàn)研究。

3 鋪管船運(yùn)動(dòng)特性模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)以“海洋石油201”號(hào)起重鋪管船為目標(biāo)船型，該船是我國第一艘深水鋪管船，定位方式為動(dòng)力定位，作業(yè)水深可達(dá)3 000 m，同時(shí)具備起重功能，設(shè)有全回轉(zhuǎn)起重能力3 500 t的重型起重機(jī)[10]。鋪管船待命時(shí)航速為零，鋪管時(shí)航速也很小，因此對鋪管船航速為零情況下遭遇特定周期的規(guī)則波時(shí)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行模型試驗(yàn)研究。

3.1 鋪管船模型設(shè)計(jì)

根據(jù)試驗(yàn)水池的造波能力、測試儀器的安裝和模型在水池的布放等，確定模型縮尺比為1∶80，并考慮海水與試驗(yàn)水池淡水的密度之比為γ=1.025。鋪管船模型水下和水上線型、重心位置等線性尺度均與實(shí)船幾何相似，此外保證模型與實(shí)船的Froude數(shù)與Strouhal數(shù)相等，由于鋪管船作業(yè)時(shí)速度很小可以忽略不計(jì)，模型試驗(yàn)時(shí)鋪管船航速為零。模型采用玻璃鋼制成，加工的模型空船重量控制在35 kg左右，以滿足配重法調(diào)整模型重心位置和慣量的需要。

試驗(yàn)選定鋪管船攜帶10%管道出港工況進(jìn)行研究，由此確定的模型與相應(yīng)實(shí)船的主要參數(shù)如表1所示。試驗(yàn)中調(diào)整模型處于正浮狀態(tài)，模型的型線圖和調(diào)整就位的模型如圖2所示。

表1 鋪管船模型主要參數(shù)Tab. 1 Main data of the scale model of the pipelay vessel

圖2 “海洋石油201”船體模型示意Fig. 2 Body plan of the pipelay vessel

3.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)在船模試驗(yàn)水池進(jìn)行，該水池尺寸為137 m×7 m×3 m(長×寬×深)，水池一端安裝了消波裝置，另一端為搖板式造波機(jī)。浪高儀布置在距造波機(jī)約30 m處，鋪管船模型布置在距造波機(jī)約35 m處，浪高儀和鋪管船模型均布置在水池寬度方向的中央位置。造波機(jī)制造不同周期和波高的規(guī)則波，模擬鋪管船在實(shí)際海況中所處的低頻涌浪環(huán)境。

根據(jù)東海涌浪的周期特點(diǎn)，該海域存在具有使鋪管船發(fā)生參數(shù)橫搖和諧搖特征的涌浪，因此分別進(jìn)行波浪周期T=Tφ和T=0.5Tφ，不同波高條件下的模型試驗(yàn)，其中涌浪的周期和波長的關(guān)系可根據(jù)色散方程得到：

不同試驗(yàn)條件下鋪管船模型六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)采用非接觸式運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測量系統(tǒng)進(jìn)行測量，該系統(tǒng)基于可視光測量原理，通過光線的聚焦來對目標(biāo)體進(jìn)行定位與測量，使用時(shí)無需在目標(biāo)物上布置陀螺儀、位移傳感器等直接用于運(yùn)動(dòng)測量方面的傳感器，具有無干擾、精度高、便于操作等特點(diǎn)。

船舶在波浪中可能產(chǎn)生六個(gè)自由度的搖蕩運(yùn)動(dòng)，其中垂蕩、橫搖和縱搖是由于恢復(fù)力或恢復(fù)力矩作用產(chǎn)生的以平衡位置為中心的周期性搖蕩運(yùn)動(dòng)，鋪管船在海上作業(yè)時(shí)需要具備一定的運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)，該衡準(zhǔn)多以橫搖和縱搖為指標(biāo)，“海洋石油201”采用的鋪管船可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)是：1)橫搖角小于2.5°；2)縱搖角小于2°。

4 試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果

4.1 鋪管船模型迎浪條件試驗(yàn)

首先進(jìn)行鋪管船模型迎浪條件下的試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容如表2所示。

表2 鋪管船模型迎浪條件試驗(yàn)內(nèi)容Tab. 2 Test contents of model in longitudinal waves

鋪管船模型橫搖固有周期為1.40 s，遭遇波長3 m、周期1.39 s波浪時(shí)對應(yīng)T=Tφ工況;遭遇波長0.8 m、周期0.71 s波浪時(shí)對應(yīng)T=0.5Tφ工況;作為對比，同時(shí)進(jìn)行遭遇波長6 m、周期1.96 s波浪的工況，此時(shí)T=1.4Tφ。

上述試驗(yàn)監(jiān)測到鋪管船模型最大艏搖幅值約為2.5°，最大橫蕩幅值約為1 mm，最大縱蕩幅值約為9 mm，鋪管船模型在該三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)均不明顯，試驗(yàn)得到鋪管船模型垂蕩、縱搖和橫搖運(yùn)動(dòng)幅值如表3所示。

表3 迎浪工況諧搖和參數(shù)橫搖條件下鋪管船運(yùn)動(dòng)幅值Tab. 3 Experimental motion results of model in longitudinal waves

由表3可知，隨試驗(yàn)涌浪波長增大，鋪管船模型垂蕩幅值逐漸增大；試驗(yàn)波長接近模型長度時(shí)鋪管船模型縱搖幅值較大，符合一般規(guī)律，且未超出鋪管船可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)。

鋪管船模型遭遇周期為T=0.5Tφ涌浪時(shí)未發(fā)生參數(shù)橫搖，橫搖運(yùn)動(dòng)不顯著，可能是由于鋪管船船型較為特殊，相比集裝箱船、驅(qū)逐艦等船型，鋪管船船中體較長，外傾較小，遭遇波浪時(shí)水線面系數(shù)變化較小，鋪管船橫穩(wěn)心高度等參數(shù)周期性變化不明顯。此外，F(xiàn)rancescutto[9]曾對一艘驅(qū)逐艦進(jìn)行試驗(yàn)，認(rèn)為參數(shù)橫搖的發(fā)生還需要船舶具有一定的航速。

鋪管船模型遭遇與其橫搖固有頻率接近的波浪時(shí)發(fā)生諧搖，橫搖運(yùn)動(dòng)明顯加劇，遠(yuǎn)大于參數(shù)橫搖波浪條件下運(yùn)動(dòng)幅值兩種波高下試驗(yàn)結(jié)果都超出了鋪管船可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)，而遭遇涌浪的周期不在諧搖區(qū)(T=1.4Tφ)時(shí)橫搖亦不明顯，說明鋪管船遭遇與其橫搖固有頻率接近的波浪時(shí)發(fā)生諧搖是其在東海橫搖劇烈的原因。

4.2 鋪管船模型橫浪和斜浪條件試驗(yàn)

進(jìn)一步進(jìn)行鋪管船模型遭遇周期T=Tφ涌浪，鋪管船模型發(fā)生諧搖條件下的試驗(yàn)。該涌浪周期條件下，分別進(jìn)行鋪管船模型橫浪(航向角90°)和斜浪(航向角30°和60°)工況下的試驗(yàn)；作為對比，同時(shí)進(jìn)行鋪管船模型遭遇涌浪的周期為1.96 s，即T=1.4Tφ條件下的試驗(yàn)，該涌浪周期遠(yuǎn)離其橫搖固有周期，已超出諧搖區(qū)范圍，可認(rèn)為鋪管船模型已不會(huì)發(fā)生諧搖，鋪管船模型航向角如圖3所示，試驗(yàn)內(nèi)容如表4所示，試驗(yàn)得到鋪管船模型六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)幅值隨航向角變化如圖4所示。

圖3 鋪管船模型航向角示意Fig. 3 Course angle of scale model

編號(hào)航向角/(°)涌浪波長涌浪波高涌浪周期實(shí)際海況/m模型/m實(shí)際海況/m模型/cm實(shí)際海況/s模型/s13024032.4312.41.3923024034.0512.41.3933048062.4317.51.9646024032.4312.41.3956024034.0512.41.3966048062.4317.51.9679024032.4312.41.3989024034.0512.41.3999048062.4317.51.96

橫搖是影響鋪管船作業(yè)的最主要因素，由圖4可知：鋪管船模型遭遇涌浪的周期不在諧搖區(qū)時(shí)橫搖幅值很小；鋪管船模型遭遇涌浪周期接近其橫搖固有周期時(shí)橫搖運(yùn)動(dòng)劇烈；隨航向角變化鋪管船模型由橫浪轉(zhuǎn)向迎浪過程中，橫搖角幅值逐漸減小，鋪管船模型迎浪時(shí)橫搖幅值最小。試驗(yàn)波高3 cm時(shí)最大橫搖角約為3.9°；試驗(yàn)浪高5 cm時(shí)最大橫搖角約5.5°，鋪管船模型橫浪時(shí)橫搖運(yùn)動(dòng)最劇烈；試驗(yàn)波高3 cm時(shí)橫搖角幅值約為14°；試驗(yàn)浪波高5 cm時(shí)橫搖角幅值約為18°，模型顯著的橫搖運(yùn)動(dòng)如圖5所示。一旦鋪管船遭遇與其橫搖固有周期接近的涌浪發(fā)生諧搖，模型處于不同航向角時(shí)都橫搖角幅值都會(huì)超出鋪管船可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)，影響鋪管作業(yè)和設(shè)備安全。

圖5 鋪管船模型橫浪諧搖時(shí)橫搖運(yùn)動(dòng)Fig. 5 The dramatic rolling motion of scale model in synchronous rolling

此外，鋪管船模型處于不同航向角時(shí)艏搖幅值均不大；縱搖幅值隨航向角變化不大，基本在可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)范圍內(nèi)；橫浪時(shí)橫蕩較迎浪時(shí)顯著增大，縱蕩迎浪時(shí)較橫浪時(shí)顯著增大。

5 結(jié) 語

從理論上分析了鋪管船可能發(fā)生較大橫搖的兩種工況，分別是鋪管船遭遇波浪周期等于橫搖固有周期的1/2倍和1倍，為了分析鋪管船橫搖過大的原因，針對東海海域涌浪特點(diǎn)，分別對“海洋石油201”號(hào)鋪管船在周期分別為T=Tφ和T=0.5Tφ的不同波高規(guī)則波作用下迎浪時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行了模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明鋪管船模型遭遇周期T=0.5Tφ涌浪時(shí)未發(fā)生參數(shù)橫搖，橫搖運(yùn)動(dòng)不顯著，而遭遇與其橫搖固有周期接近(T=Tφ)的涌浪時(shí)發(fā)生諧搖是鋪管船橫搖運(yùn)動(dòng)過大的原因。

進(jìn)一步對鋪管船模型遭遇周期T=Tφ涌浪發(fā)生諧搖時(shí)，航向角分別為0°、30°、60°和90°時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行了模型試驗(yàn)。鋪管船模型遭遇周期T=Tφ涌浪發(fā)生諧搖時(shí)橫搖幅值明顯增大；隨航向角變化鋪管船模型由橫浪轉(zhuǎn)向迎浪過程中，橫搖角幅值逐漸減?。讳伖艽Ｐ筒煌较蚪菚r(shí)橫搖角幅值都超出了鋪管船可作業(yè)運(yùn)動(dòng)衡準(zhǔn)范圍，影響鋪管作業(yè)和設(shè)備安全。

我國現(xiàn)行海浪分級(jí)方法未考慮涌浪的周期(或頻率)因素，且涌浪的低頻成分在海上難以發(fā)覺，建議在海上施工海域監(jiān)測涌浪周期特征，確定海上施工作業(yè)氣候窗口時(shí)增加涌浪周期(或頻率)因素作為鋪管船出海的依據(jù)，當(dāng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)該海域存在與鋪管船橫搖固有周期相近的涌浪時(shí)，鋪管船應(yīng)延緩出海作業(yè)，以減少鋪管船海上待機(jī)造成的損失。同時(shí)建議工程船舶設(shè)計(jì)時(shí)考慮其作業(yè)海域波浪的周期(或頻率)特點(diǎn)，根據(jù)作業(yè)海域進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)使其運(yùn)動(dòng)固有周期盡可能遠(yuǎn)離該海域波浪周期分布范圍。

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Mechanism and model test research of pipelay vessel rolling affected by swells

YAN Shuwang1, LI Jia1, LEI Zhenming2, SUN Liqiang1, CHEN Guofeng1, TAO Lin1

(1. State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. China Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300451, China)

1005-9865(2016)04-0016-07

U661.32；P751

A

10.16483/j.issn.1005-9865.2016.04.003

2015-06-26

國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金(51021004)

閆澍旺(1950- )，男，天津人，博士生導(dǎo)師，主要從事海洋工程方面的研究。E-mail: yanshuwang@tju.edu.cn