船舶概论课件总结
2020-03-02 03:50:51 来源：范文大全收藏下载本文
石油与天然气：海洋中可开采的油气资源占世界可开采的油气资源的一半以上。
主要有石油、天然气、铁砂、锰、磷土、磷矿、硫磺、铂砂、铬砂、锡砂、金刚石、砂、砾、贝壳等。
海上油气资源及开发现状
本国产量无法满足国内需要
我国的(能源安全问题）成为加速开发海洋石油最紧迫的原因。 海洋成为我国重要的原油生产基地
这些海洋结构物包括固定式平台、移动式钻井平台、海底管线、油气浮式生产系统、精确定位的深水半潜式平台及顺应式深海平台。 海水淡化、制盐、提取铀、提取重氢等 我们铀与重氢是原子能的重要原料
海洋风力发电有两大优点，一是海洋风速比陆地风速快且持续时间长；二是海洋风力电厂不会像陆地风力电厂那样干扰附近居民的生活。其安装也比较方便
海洋能通常是指海洋中所特有的依附于海水的可再生自然能源，即潮汐能、潮流能、波浪能、海流能和盐差能。有的学者也把海上风能和海洋中的生物质能也列为海洋能，但它们都不是海洋中所特有的，所以我们把它们放在海洋能之外。 海洋能的分类：
按照能量储存形式分类：机械能、热能、物理化学能。 机械能包括：潮汐能、海流能、潮流能、波浪能； 热能包括：温差能 物理化学能包括：盐差能
除潮汐能和潮流能是月球和太阳引潮力的作用产生的以外，其它均产生于太阳辐射。
在月亮和太阳引力作用下产生的地球表面海水周期性的涨落潮运动，一般统称潮汐。
这种运动包含两种运动形式：一种是海水的垂直升降，也称为潮汐；一种是海水的水平流动，称为潮流。
海水的涨落潮运动所携带的能量也由两部分组成，前者为势能，即潮汐能；后者为动能，即潮流能。涨潮时，随着海水逐渐向岸边流动，岸边水位逐渐升高，动能变为势能；落潮时，随着海水逐渐离岸而去，岸边水位逐渐下降，势能变为动能。
潮汐能的能量与潮水量和潮差成正比，或者说与流速的立方成正比。
波浪是海洋表层海水在风力的作用下产生的波动，波浪中所储存的能量，称为波浪能。其能量与波高的平方和波动水面的面积成正比。
波浪能是全世界被研究得最为广泛的一种海洋能。波浪能研究被称作为发明家的乐园。
海流是海洋中由于海水温度、盐度的分布不均而形成的密度和压力梯度，或海面上风的作用等原因产生的海水定向流动。海流中所储存的动能，称为海流能。其能量与流速的平方和流量成正比。
温差是在低纬度海洋中，由于海洋表层和海洋深层吸收太阳辐射热量的不同，以及大洋环流的径向热量输送，而形成表层水温高，深层水温低的现象。 以表深层海水温度差的形式所存储的热能，称为温差能。
其能量与具有足够温差（通常要求不小于18℃）海区的暖水量和温差成正比。
1981年联合国新能源和可再生能源会议确认：“海洋热能转换是所有海洋能转换系统中最重要的”。 在海洋的沿岸河口地区，由流入海洋的江河淡水与海水之间的盐度差（溶液浓度差）所储存的物理化学能，称为盐差能，亦称浓差能。
最引人关注的盐差能是淡水通过半透膜向海水渗透时以渗透压形态表现的势能。 其能量与渗透压和淡水量（渗透水量）成正比
研究技术难度很大，
费用也很高，
近期难以解决。
潮汐能：巨型化、综合利用。
当前国外潮汐能开发的一个明显趋势就是向巨型化发展， 波浪能：与其他可再生能源共同开发。与沿岸建筑物相结合。
波能开发的新动向是与其他可再生能源共同开发，并开展综合利用。如波浪发电装置上加装风力发电或太阳能发电装置。波能利用的另一个发展动向是与沿岸建筑物相结合，一方面降低波浪发电站的投资成本，另一方面利用波浪发电装置的吸能作用，也减轻了波浪对海工建筑物的作用力，从而增强了建筑的稳定性。 温差能：重视电站的综合利用。
由于温差电站要使用大量的深层海水，在发电的同时可以利用深层冷水养殖鱼类、贝类、和藻类，灌溉种植水果蔬菜，用于建筑物空调；还可利用温差电站发出的电力淡化海水，制造氢、氮、氨和甲烷，从海水中提取贵重金属，如铀、镁、锂和黄金等 潮流能：在小容量示范装置试验成功的基础上，向大型化发展。
潜水员自行佩戴的供气筒及呼吸器。有开放式、封闭式、半封闭式循环三种型式。
海洋资源开发
有关海洋中和海底下的资源和能源的开发和利用。碳氢化合物，以石油与天然气为主；固体矿物(包括砂石)，从海滩、海底或海底下开采，或从海水中提炼；生物资源，鱼类与其他海生物；能源，包括潮汐、海流、波浪、温差、盐差以及太阳能和风能的利用；水，海水淡化、海洋化学元素提取和海水直接利用等。
运输
货物、人、材料、能源、信息等在海面上、海洋中或海底下的运输、输送或传递。主要有下列形式；船舶和各种水上、水面和水中的交通工具，包括驳船、半潜驳或半潜艇、潜艇、气垫船、水翼艇。电缆与光导纤维的电力输送和通信；管道，输送石油与天然气、泥浆和化学品。 海洋结构物的用途还有微波通讯
勘探与测量
有关海洋资料与数据的采集、分析和显示，包括水文、潮汐和海洋学有关资料；科学勘探，探索海洋与海底资源、构成物、现象与特性。
海洋环境保护
防止海洋与其边缘地区的环境恶化和有关人造装置的破坏、变坏或损失的措施
海岸带是海陆交接的地带，包括浅海区域与滩涂、港湾等区域。其开发有如下特点： a．资源种类多，开发密度大。 b．保护资源与环境的任务繁重。
在海洋中按分布区域，可分为三个区带： 海岸带
200米等深线以内的浅海区或离岸200海里以内的海区 深海洋区 海岸带的开发
增进、利用与发展海岸和沿海水域的活动。
港口与海港和航道建设；工厂、码头和仓库等设施建设，包括生产或运转用的浮动式或固定式的设施；水上游览与居住，包括游艇码头、水上娱乐场所、人工岛等；围海造田。
海洋工程是一门相对较新的学科，它的未来与人类的衣食住行，保护环境、保持人类社会可持续发展密切相关。
海洋工程亦称海洋技术，是一门主要研究为海洋科学调查和海洋开发提供一切手段与装备的新兴学科。《海洋工程导论》
海洋工程可以定义为利用工程原理来分析、设计、发展和管理一些在水中环境，如海洋、湖泊、港湾和河流中运行的系统。《海洋工程基础》
海洋工程主要内容 资源开发技术
主要包括：深海矿物采掘技术，包括勘察、开采、储运等；海底石油钻采技术，包括钻探、开采、储运等；海水资源利用技术，包括淡化、提炼等；渔捞技术，包括近海、远洋等；海洋养殖技术，包括动物、植物等；海洋能源利用技术，包括潮汐、波力、温差、盐度差等。 装备设施技术
主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋科学的了解，探测结果的分析与利用，各种海况下的求助设备；潜水技术，包括直接（承压）、常压、遥控作业等。海洋土木建筑技术，包括港口、平台，沿海、近海、海岸、海底建筑等；海洋工程船舶技术，包括水面、半潜、潜水等。
海洋工程的相关学科
海岸工程、轮机工程、船舶工程、海军工程及近海工程。 海岸工程一般应用工程原理于在海岸运行的系统； 轮机工程应用于船舶动力与机械系统； 船舶工程指的是船体和推进系统的设计；
近海工程应用工程原理于比海岸更深水域的近海工程系统； 海军工程应用工程原理于海军系统或舰船。 海洋开发系统方面
海底资源开发系统
海底资源开发系统包括对海底的各种矿物进行调查、开采、运送、冶炼等多种作业。
海洋土木建筑系统
海底石油开采系统
海底石油开采系统从浅海向深海发展，由勘探到出油的过程。 勘探-试钻-油田估产-采油工程建设-采油-运输-储油-炼油
海底矿物资源开发系统
潜水器的海底调查系统
根据海与洋的连接情况与一些地理标志的识别，海可以分为内海、外海、边缘海、岛间海等类型。
大陆架：在海面下200米深度内的广大沿岸浅海区域，在曲线上表现为大陆双曲线的延续部分，而在地壳结构上是用于大陆地壳的一部分，是大陆架。 大陆坡：深度在200米至4000米左右的一段，曲线陡峭，是大陆坡
大陆裙：在大陆坡脚下呈倾斜渐缓的线段是大陆裙。这一线段，在有些海区里并不存在。 大洋盆地;深度在6000米呈平坦的线段是大洋盆地。 深海海沟：6000米以下称为深海沟 大洋盆地与深海沟都属于洋底。
陆高海深曲线和地壳高程频率曲线 右侧曲线为地壳高程频率曲线，其上有两个峰： 一是出现在海平面以上，高度为0至200米的区间； 另一出现在海平面以下，深度为4000至5000米的区间
都表示两个高度在地壳上占有最大的面积百分比，亦即在陆高海深曲线上表示陆地与洋底的两个较为平坦的区域。
图中I是表示结构简单的，加大西洋型；2是表示结构复杂的，如太平洋型。 在图1中，大陆架、大陆坡和大陆裙三部分组成大陆台阶，其外面就是大洋底。
在图2中，比这类结构复杂的过渡带，除了大陆台阶外，还带有一系列的边缘海盆，海盆外缘
被围以弧形列岛的岛孤，以及岛弧脚下的深海沟等，其外面才是大洋底。在这一类过渡带中火山与地层活动相当活跃。过渡带的许多盆地都是油气储藏的有利地区。
海水的物理性质 温度
海水的温度一般都随深度的增加而减少。在表层附近的温度减少比深层快。
典型表层的温度，其同温状态的厚度可达数十米，一般称该层为混合层。海面风能使该层海水泥合，接近同温状态。
其下为温度骤变区，称为温跃层。该层的温度随季节而异。夏季随表层水温而变暖，冬季则变冷。在温跃层的海水温度随深度的变化较缓慢，接近等温状态。
在大洋中较深处的海水温度多数低于2.3℃。
海洋表层温度的升高是由太阳的辐射、大气的热传导、水蒸气的凝结造成的。而冷却是由海洋表层向大气的回辐射、海洋向大气的热传导、蒸发造成的。 盐度
海水中溶解固体物质的总量称为海水的盐度。
盐度的大小等于每千克海水中所含全部固体的克数。
海水的平均盐度为35g，通常写作35‰。
近年来对盐度的测量，多数已改用测量海水的电导率与温度。电导率的最大精确度约为±0.0001％，温度的精确度可达±o.oo03％。海水的盐度大多在3.30一3．70％之间。
表层海水的盐度主要取决于蒸发与降水量之差。其他因素有结冰(由于海水结冰留下盐分，使盐度增加)，大陆河流注入、海冰融化等。
密度
海水的密度取决于海水的压力、温度和盐度，随盐度与压力(或水泥)的增加、温度的下降而增大。因此密度大的水总是较冷的、较深的和盐度较大的水。
若仅考虑海水的温度与盐度的变化，则所有大洋中的海水密度都在1.020-1.030(克／厘米3)之间变化。
由于重力与浮力的作用，密度较大的水有下沉，而密度较小的水有上升到海面的趋势。
风的特征主要是风向与风速。
国际上通用的浦福风级表将风速分为13个风级。风速可达100一200米/秒的龙卷风等，由于不是经常发生的，影响范围也小，没有列入表中。 风载荷按照ABS规范计算。风力压强计算式如下：
风力计算注意问题
由圆柱组成的结构（钻井机架、吊臂、桁架式桩腿等），所有圆柱的投影必须计入。（即，不考虑遮蔽效应）
船舶拖航工况（迁航工况）由于船体倾斜而暴露出的面积（例如甲板以下船体部分）需要计入受风面积中。计算时采用对应的形状系数。
群集式的甲板室可以用总投影面积替代各个部分投影面积之和，此时的形状系数取1.1。
桁架式结构（钻井机架、吊臂、桁架式桩腿等），可以采用前后两侧满实投影面积的30%，或前侧满实投影面积的60%代替原由各圆柱构件叠加起来的总面积。
平面结构按照上市计算得到的风压为垂直平面的压力，在求沿风向的风压力时需要进行分解。
风力计算时，吊臂选取最危险的情况。即以最大面积迎风，面积中心在可能的情况下取最高点。
可以考虑遮蔽效应。
波浪是由各种作用力(如风、风暴、地震、太阳、月球等的作用力)引起的波动现象。
其复原力是表面张力、重力和地转偏向力(科里奥利力)图中是的浪能量按周期的分布与引起波浪的主要力。
在波浪成长的开始阶段，波高与波长同时增大，后来仅波长增大。波浪的大小取绝于平均风速、风区或风程(风吹过水面的距离)和风时(风吹过的持续时间)。
形成后的波浪，有可能被顶风、涡动、破碎等原因消耗其能量而逐渐消失。波浪的能量产生与消托的作用过程可以同时存在。
当一定风速下，风作用的时间(即风时)和风吹过的海区(即风区)都足够长时，波浪要素达到极限状态。这种达到某—能量平衡时的波浪，称为充分成长波。因风区长度受限制，处于既不增大也不减小状态的风浪称为定常风浪。
由瞬时扰动产生的波浪。如砖块抛入平静水面时产生的波浪。
由某持续作用力产生的波浪。其频率等于强制力的频率。
在两种流体的分界面处产生的波浪。
例如水面产生的波浪。由于表面波中使水质点复原至平衡位置的作用力主要为重力，表面张力与粘性力均属次要，所以又称为重力波。
又称界面波，是海洋中两层密度不同的外界面上产生的波浪。
淡水与海水的分界面上容易产生内波，内波对深海中石油钻探船用超声波确定船位的动力定位工作会带来危害；团为有内波存在时，超声波会发生折射。
又称立波，以一定速度向外传播的波浪
这种波相对于媒质水平地移动，波的剖面形状不坐，仅是波形前进，不是流体前进，浮于波面的物体不随波浪前进，仅在波浪经过物体时产生摇荡运动而已。
两个间样波幅、波长、频率的前进波彼此反向前进，即形成一个波形停止状态的波浪，其波幅随时间而变化。对于给定时间的驻波，成为静止水波。
在表面张力作用下出现的波动。 两层流体的接触面，例如水的自由表面，存在表面张力，其方向与流体的接触面或自由表面相切。
当这些面的曲率较大(如波长很小的波面)，表面张力的垂直分量将影响垂向力的平衡，使接触面两侧的压力不等，表面张力对被动严生显著作用。表面张力波会增加海面的微粗糙度，它与海面的特征分布有关。
波剖面全部分市在静止水面以上(或以下)，波长为无限长的波浪
当水很浅时，水质点的垂向运动受水底的限制，其运动机迹保持与水平状态相近，波形为—个完全在水面上移动的波峰，波速仅与水深有关，而与波长无关。
波长小于两倍水深时，水质点沿轨园运动的表面波。
波长大于两倍水深时，水质点沿近于椭圆轨迹运动的一种前进波。
浅水波因受水深的影响，水底的波速受底部摩擦的影响，较水面的波速小，容易产生波陡较大的波浪，最后形成破碎波。这种波常见于海滩处，对小船易造成海损事故
同向传播的一系列波浪所组成的二维不规则波。常见于近海。台风将临时，—排排波峰线很长的涌由远处传来，形状整齐。长峰波有规则波与不规则波两种，海面所见都属二维不规则波。
又称摆线波，形如摆线的一种有限振幅波动，近似于规则的重力波的波形。其特征为波峰陡，波谷平坦，水质点运动为一圆周，但质点振动中心高于其静止位置。
由正弦或余弦分量组成的波形。它在物理上并不是真实的波，主要为了在数学上易于处理而考虑的。
水面运动相对于时间与位置作周期性变化的波浪。
波形如摆线的一种有限振幅波动，与正弦波相比，波峰较陡，波谷较平坦。其波形不是简谐曲线，且对于横轴是不对称的，通过质点振动中心的平面高于对应的静止水面。波速与波幅大小有关，波幅与波长之比愈大，波速愈大。质点的轨迹接近于圆，但不封闭，每经一周期后沿波浪传播方向有一小段水平的静位移，沿此方向产生一定的水流。质点沿其轨迹运动时，压力是变化的，除自由表面与水底外，其他波面都不是等压面。波幅与波长之比超过一定限度后，波面破碎。波动的能量与位能不相等，动能于垂向与水面方向的分配不相等，能量的传播速度也与小微幅波动的情况不同。
波浪传到浅水区域后，在传播过程中，波剖面不断变形。
如水底的坡度较大，波峰的前侧逐渐变陡，后侧逐渐平缓，直至波峰向前翻卷而破碎，这时的波浪称破碎波。
简称涌，波浪生成后当风停止作用或传播到风作用区域以外的波浪，将是二维的规则波 因风停止作用后，短波先消失，长波有大的动能储备和传播速度，它消失很慢，逐渐形成谐和前进的圆柱形涌浪。
这时海面上往往既有风浪又有涌浪，是两者混杂在一起的混合浪。 在海面上可遇到由于风向突变或不同方向的风浪（或涌浪）叠加而成锥形的波浪，因其外形似金字塔，又称金字塔浪。
设计海洋工程时，一般要考虑两种状态：
生存条件
指保证海洋工程安全的最苛刻的外力条件，一般是根据长期的波浪统计资料，取50年或100年，甚至更长的年数仅遇到一次的最危险海况。
工作条件
是按人员与设备允许的工作环境来确定的海况条件。主要研究出现概率多的波浪。 设计波法
首先是求得50一100年间的最大波高与相应的波浪周期，然后再用波高与波浪周期相同的规则波代替。此规则波作为设计波，再依据一种恰当的波浪的理论来描述波浪相应特征，如波浪剖面、水质点的轨迹速度与加速度等，并利用一般流体力学的方法推算波浪力。 设计谱法
通过长期波浪统计资料求得最大波(即有效波)，再求取具有有效波高与波浪周期的波谱。以此波谱作为设计谱，有谱面积估算出响应的最大数学期望值。此方法类似估算船舶在不规则海浪中响应的短期预报方法。
上述两种方法相比，设计谱法可以得到在不规则波中的响应。目前在海洋的设计工程中已逐渐采用。
非线性时域历程模拟
此方法首先取相当于极限条件下的有效波高与波浪周期的谱作为设计谱 再在时域内进行响应的模拟计算 最后求出响应最大值
当只考虑海流作用时，作用在平台水下部分构件的海流载荷可按下式计算：
应注意海流与波浪的相互作用。当采用莫里逊（Morison）公式计算波浪载荷时，应将波浪水质点速度与海流速度矢量相加。
当采用绕射理论计算波浪载荷时，海流载荷应按上式计算，并和波浪载荷矢量相加。
潮汐与海洋工程设计的关系
海洋工程设计时要按高潮水位估算
航道水深与锚泊地则要考虑低潮水位
高潮与低潮的水位是海水腐蚀最严重的区段
潮差的变化规律、潮位的变化过程、涨落潮的时间等，与海洋工程密切有关。 分全日潮、半日潮、混合潮 海啸危害
海啸发生时，从其发源地可传播至近千海里的地方，海面出现长周期的巨大涌浪。遇到海岸或浅滩，可形成几米至几十米高的巨浪。
据历史记载，世界上已有300余次大海啸，在太平洋中出现的约占80%。
日本曾因大海啸，造成几十万人死亡。
印度尼西亚因为火山爆发引起海啸，出现波高35米，波长524公里的海啸波，其波速传播之快，在32小时内竟通过地球周长一半的距离。
海啸分类
地震海啸
由地震或火山爆发形成的
风暴海啸（气象海啸）
由低气压形成的 风暴潮危害
风暴潮是一种剧烈的气象潮，是因大风暴及其伴随的气压剧烈变化而导致海面水位异常升高或异常下降的现象。
风暴潮像一个巨大的长波，沿海岸传播，当波峰与当地高潮会和并使水位超过当地警戒水位时，就会产生严重的水灾。
而当波谷与当地低潮会和后，就会导致航行船舶发生搁浅。 风暴潮分类
由热带风暴引起的风暴
以夏秋两季最为常见，在北太平洋西部，我国南海、东海等海域经常发生，有急剧的水位变化。
由温带气旋引起的风暴
主要发生在冬春两季，其特点是水位变化持续，但并不急剧，最大高度在1米左右。
冷风暴潮
是我国渤海与黄河北部，由于寒潮与冷空气激发的一种特有的风暴潮，其特点为水位变化持续，但不急剧。
海冰作用力的主要形式
巨大的冰层包围建筑，在潮流与风的作用下，大面积冰层呈整体移动，使建筑物受挤压，如建筑物具有足够的强度，能将冰层切割使之移动，这时建筑物会出现振动。
如有自由漂流的流冰，将对建筑物冲击而产生冲击力。
整体冰层因受温度变化引起膨胀，产生挤压建筑物的膨胀力。
与冰层冻结在一起的建筑物，因水位升降，冰层对建筑物产生垂向作用力。当水位下落时产生向下的重量力，水位上涨时产生向上的上拔力。
流动的冰块对建筑物产生的摩擦力。
地震分类
天然地震
构造地震（地下岩石的构造活动产生） 火山地震（强度小，涉及面不大）
环太平洋地震带、横贯亚欧大陆的阿尔卑斯地震带 地球上约有80%的地震能量是环太平洋带释放的。
人工地震 如地下核爆炸。
利用人工地震和天然地震的记录，进行分析研究，可以得到有关地层厚度、界面的几何形态、岩层产状和密度等一系列有用的资料；再结合重力、磁力等观测结果，可用来推论地壳构造与分析矿产资源分布。 海洋生物危害
海洋生物的发展导致覆盖基础结构，妨碍正常的目测检验和施工操作；
由于海洋生物的密度比海水高，积污有机体会增加海洋结构的自重；
海洋生物会使海洋结构物表面的粗糙度增加，导致较大的水动阻力；
海洋生物会加速海洋工程结构物的腐蚀过程。
下面再看一下采油平台的发展。
生产平台通常又叫采油平台，是专门从事海上油、气等生产性的开采、处理、贮藏、监控、测量等作业的平台。有的是单个平台，也可由几个不同用途的平台由引桥相连，组成石油生产基地。按建筑材料可分为钢筋混凝土平台和钢质平台；按结构型式可分为固定式平台和移动式平台。固定式平台又可分为桩基式与重力式两种；移动式平台又可分为自升式与张力腿式、牵索塔式等。
海洋平台是在海洋上进行作业的场所。海洋石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。在钻井平台上设钻井设备，在生产平台上设采油设备。平台与海底井口有立管相通。
海洋钻井的目的是了解海底地质构造及矿物储藏情况，这项工作通常是由钻井平台来完成的。
“实施海上钻井的主要装备包括自升式钻井平台、半潜式钻井平台、动力定位钻井船等三种”，实际上在一开始唐教授写了四种，还有一种就是“坐底式钻井平台”。第一座坐底式可移动平台1949年应用在墨西哥湾。
这种平台适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。坐底式平台有两个船体，上船体又叫工作甲板，安置生活舱室和设备，通过尾部开口借助悬臂结构钻井；下部是沉垫，其主要功能是压载以及海底支撑作用，用作钻井的基础。
钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。平台是靠锚泊或动力定位系统定位。按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。
浮船钻井的特点是比较灵活，移位快，能在深水中钻探，比较经济。但它的缺点是受风浪海况影响大，稳定性相对较差，给钻井带来困难。
用浮船钻井会带来一系列问题，由于波浪、潮汐至少给船带来三种运动，即漂移、摇晃、上下升沉，所以更需采用垂荡补偿器来缓和垂荡运动。
半潜式钻井平台，它是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式钻井平台，它从坐底式钻井平台演变而来，由平台本体、立柱和下体或浮箱组成。目前，深水半潜式钻井平台有三种定位方式：锚索辐射系泊方式、推进器动力系统、锚索系泊加动力定位。
浮式生产系统（Floating production storage and offloading system,简称FPSO）概念于1947年提出。1966年海上第一艘浮式生产储油轮（Floating Production Storage Unit，FPSU）在墨西哥湾投入使用，它和单点系泊的装置、3座固定平台组成一套浮式生产系统。 FPSO是由上部模块、船体和系泊系统三个部分组成。
浮式储油轮在海上定位方式包括：软刚臂单点系泊（图1.10）、铰接塔单点系泊（图1.11）、转塔式系泊（图1.12）等。
转塔式系泊系统主要包括内转塔和外转塔两种形式,
张力腿平台优缺点
优点：
• • 缺点： 采用干井口和刚性立管，采油树和防喷口可以安装在甲板上，操作起来犹如固定式平台，维护费用也低；
平台主体与上部模块可以在码头边进行一体化建造，以降低海上安装费用。 • • • 优点：
• • • 缺点：
• 对上部结构重量变化敏感，有效载荷的调节能力差； 对高频载荷敏感，张力筋腱容易疲劳；
因造价原因，水深适用范围受到限制，不宜太深。
单柱式平台
可以采用干井口； 易于采用刚性立管；
对载荷变化承受能力大，有利于后期侧置钻井。
需要大型海上吊装船，在平台现场海域安装上部模块，安装成本高。
管线系统发展成两大主要形式：
• • 海底管道； 垂直立管
海洋工程结构的发展历程，有两个基本特点：一是从浅水逐渐向深水发展，从最初不足10m水深发展到2000m以上更深的海域作业；二是从固定式结构向顺应式结构发展。
1.什么是海洋结构物动力学？
海洋工程结构动力学是研究海洋结构物的环境载荷、动力响应特性及其在动力载荷作用下动力响应分析理论的一门学科，该学科的根本目的，在于为海洋工程结构的设计开发、建造与安装，提供坚实的理论分析基础。 2.海洋结构物有哪些方面的用途？
油气勘探、微波通信、海洋发电、海洋空间利用等等。 3.海洋工程结构物所承受的环境载荷包括哪几种？ 风、浪、流、冰、地震。
4.振动系统的动力响应特性（固有振动特性）包括哪两方面？ 固有频率、固有振动形式。
5.什么是系统的固有频率和固有振动形式（固有振形）？
在不考虑阻尼，不施加任何外力的情况下，给系统一个初始的位移或速度，这样求解出的系统振动频率即为系统的固有振动频率，系统的振动形式即为固有振形。
6.分别按照振动系统结构自身的特点、载荷类型、和动力自由度将动力响应问题进行分类？ ①按照结构自身的特点分为：线性系统振动问题和非线性系统振动问题； ②按照载荷类型分为：确定性载荷振动问题和非确定性载荷振动问题； ③按照动力自由度分为：单自由度系统振动问题和多自由度系统振动问题。 7.什么是结构的动力自由度？
系统振动时，确定任一时刻全部质量位移所需要的独立的几何参变量的数目，称为动力自由度。 8.系统的非线性表现在哪些方面？
①工程结构材料的非线性，即其应力-应变关系不满足胡克定律； ②系统构造的非线性，体现在变形与外力的非线性。 ③恢复力和阻尼分别是结构振动位移和速度的非线性函数。 9.什么是确定性载荷？
载荷的变化规律是完全确定的，无论是周期还是非周期，它们都可用确定性的函数来表达。如：简谐载荷，周期载荷，冲击载荷和持续长时间的非周期载荷。 10.什么是非确定性载荷？ 非确定性载荷又称为随机载荷，它随时间的变化规律是预先不可确定的，而是一种随机过程。如地震、风、波浪等。随机过程随不可以表示为时间的确定性函数，但是它们受统计规律的制约，需要用概率统计的方法来研究随机载荷下的结构振动问题。 1.用于石油勘探的平台按功能分为哪几类？ 钻井平台和生产平台（采油平台）。
2.用于石油勘探的平台按结构形式分为哪几类？ 固定式平台、顺应式平台、浮动式平台。 3.目前深海系泊缆索的三种类型？
①锚链悬链线张紧式系泊，一般水深不大于1000米； ②链-钢缆-链系泊，水深大于1000m； ③链-尼龙缆-链全张紧系泊。 4.海洋工程发展的两个基本特点？ ①由浅水逐渐向深水发展；
②从固定式结构向顺应式结构发展。
1.固定式平台的主要振动形式？ 弯曲振动
2.铰接塔平台的动力学问题？
塔柱摇摆运动的浮力力矩和流体动力是非线性的，由此导致塔柱高海情下运动幅值的跳跃和失稳，进而导致平台生产功能丧失。此外，对于大长细比塔柱结构，需要考虑弹性变形研究塔柱的运动和塔柱强度问题。 3.张力腿平台的受力和运动特点？
受力特点:浮力远大于平台自重，剩余浮力与张力腿的预张力平衡，张力腿时刻处于受张拉的绷紧状态。
运动特点：平面外的运动（横摇、纵摇、垂荡）较小，呈现刚性；平面内的运动（横荡、纵荡和首摇）较大，呈现柔性。所以张力腿平台为半顺应半刚性结构。 4.Spar平台的纵摇/横摇刚度由什么确定？ 重心和稳心的距离GM。 5.Spar平台的主要动力学问题？
垂荡-纵摇耦合运动；涡激振动；螺旋侧板和垂荡板的水动力特性研究；平台系索张力分析。 6.深水平台的普遍动力学问题？ ①一阶波频响应； ②二阶差频及和频响应； ③柔性构件的动力特性。 7.半潜式平台的主要动力学问题？ 垂荡运动。
8.简述管道的锁定共振现象？
暴露在海水中的管道在海流或波浪的作用下，其周围会出现涡流，引起管道的涡激振动。如果涡流频率接近管道的自振频率，就会发生锁定共振现象，此时漩涡脱落的频率等于管道振动的固有频率。
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