吳東偉，顧學(xué)康，祁恩榮

（中國(guó)船舶科學(xué)研究中心，江蘇無(wú)錫 214082）

0 引言

半潛式平臺(tái)作為常年作業(yè)于海上油田的海洋工程結(jié)構(gòu)物，在其壽命期內(nèi)將遭受多種載荷作用，如自重載荷、靜水載荷、風(fēng)載荷、流載荷、波浪載荷和冰載荷等，其中波浪載荷最為復(fù)雜和關(guān)鍵。因此能較準(zhǔn)確合理地預(yù)報(bào)波浪載荷是指導(dǎo)海洋工程設(shè)計(jì)和進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全性評(píng)估的基礎(chǔ)。不同的海洋結(jié)構(gòu)物，所關(guān)注的特征剖面上的載荷響應(yīng)也有所不同，依照DNV［1］和ABS［2］規(guī)范中關(guān)于半潛式平臺(tái)載荷預(yù)報(bào)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估的有關(guān)規(guī)定，半潛式平臺(tái)主要考慮以下4種特征載荷響應(yīng):垂向波浪彎矩MV;浮筒間縱向剪切力FL;浮筒間分離作用力FS;關(guān)于水平橫軸的縱搖扭矩MT。

平臺(tái)波浪載荷的計(jì)算主要基于三維線性勢(shì)流理論和Morison方程，對(duì)于平臺(tái)上的較大尺寸構(gòu)件（浮筒、立柱），由于波浪在結(jié)構(gòu)周圍的繞射效應(yīng)以及浮體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的輻射效應(yīng)不能忽略，繞射理論是預(yù)報(bào)平臺(tái)主體載荷比較合適的方法;而對(duì)于小尺寸構(gòu)件（如撐桿、系泊系統(tǒng)等），結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)于入射波長(zhǎng)是個(gè)小量，它的存在對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略，采用半經(jīng)驗(yàn)的Morison方程來(lái)計(jì)算環(huán)境載荷方便快捷。在頻域內(nèi)將Morison力進(jìn)行線性化之后與平臺(tái)主體波浪載荷疊加，可通過(guò)迭代計(jì)算使運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。這時(shí)對(duì)浮體表面壓力積分，并計(jì)入平臺(tái)加速度引起的慣性力，便可獲得平臺(tái)剖面的4種特征載荷響應(yīng)。

Zhang等［3］采用累加弦長(zhǎng)的三次參數(shù)樣條理論生成平臺(tái)浮體三維濕表面網(wǎng)格，并利用三維勢(shì)流理論計(jì)算浮體剖面載荷的傳遞函數(shù)，繼而確定出設(shè)計(jì)波參數(shù)。然后采用插值方法將水動(dòng)壓力施加到結(jié)構(gòu)有限元模型上，完成了半潛平臺(tái)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度評(píng)估。Dun等［4］對(duì)一小型半潛平臺(tái)進(jìn)行了特征波浪載荷計(jì)算和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估，利用Sesam軟件計(jì)算載荷的傳遞函數(shù)，但是在設(shè)計(jì)波的選擇上與ABS和DNV規(guī)范方法不同，沒(méi)有選擇短期預(yù)報(bào)方法來(lái)確定載荷極值而是對(duì)平臺(tái)載荷進(jìn)行了長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中分別選擇了100年和20年一遇的波浪載荷作為生存工況和作業(yè)工況的載荷極值。此外，Qian and Wang［5］通過(guò)面元法計(jì)算流場(chǎng)速度勢(shì)，獲得了半潛平臺(tái)浮體表面壓力分布，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了垂向彎矩，橫向分離力和扭矩的計(jì)算。

本文首先研究了濕表面網(wǎng)格尺寸對(duì)計(jì)算時(shí)間和計(jì)算結(jié)果的影響，并考查了受Morison力作用的各種撐桿對(duì)平臺(tái)總體波浪載荷的貢獻(xiàn)，繼而選用有撐桿模型進(jìn)行了平臺(tái)波浪載荷的短期與長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，對(duì)比分析了不同長(zhǎng)期海況資料對(duì)波浪載荷預(yù)報(bào)結(jié)果的影響以及不同的浪向和海況條件對(duì)載荷長(zhǎng)期極值的影響，并對(duì)特征載荷進(jìn)行了極值分析。

1 波浪載荷的短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)

1.1 短期預(yù)報(bào)

短期預(yù)報(bào)的統(tǒng)計(jì)時(shí)間大約在數(shù)小時(shí)以內(nèi)，在這期間認(rèn)為船舶的裝載、航向、航速以及海況條件都是不變的。載荷響應(yīng)幅值可用Rayleigh分布描述。概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)分別為:

海洋工程一般采用3 h短期預(yù)報(bào)，載荷平均循環(huán)次數(shù)為n=10 800/TZ，TZ為跨0周期，TZ= 2π（m0/m2）1/2。短期特征最大值為在n次載荷循環(huán)中超越該值的概率僅發(fā)生1次:

1.2 長(zhǎng)期預(yù)報(bào)

長(zhǎng)期預(yù)報(bào)對(duì)應(yīng)著更長(zhǎng)的時(shí)間，可以是一年或是全壽命期，此時(shí)航向、航速、載荷和海況不再是固定的。通常長(zhǎng)期過(guò)程作為一系列短期平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的組合來(lái)處理。每個(gè)短期過(guò)程都是在特定的航向、載荷和海況等條件下的條件概率函數(shù):

式中:f（x|σ）為給定σ的短期概率密度函數(shù);P（σ）為每個(gè)短期海況的出現(xiàn)概率。

一般情況下，長(zhǎng)期預(yù)報(bào)概率密度和概率分析函數(shù)可由兩參數(shù)Weibull分布很好擬合，兩參數(shù)Weibull分布概率密度函數(shù)和概率分布函數(shù)為:

式中:r為形狀參數(shù);k為尺度參數(shù)。

1.3 極值統(tǒng)計(jì)

船舶結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計(jì)中需要知道結(jié)構(gòu)在整個(gè)壽命期間的可能遇到的最大載荷值。因此，必須依靠短期樣本來(lái)推算長(zhǎng)時(shí)間的可能極值。本文利用序列統(tǒng)計(jì)法來(lái)進(jìn)行極值統(tǒng)計(jì)。

假設(shè)有初始隨機(jī)變量X=（x1，x2，…，xn），并已知其分布函數(shù)FX（x）和概率密度函數(shù)fX（x）。將隨機(jī)變量X中的量值從小到大重新排列，可以得到序列樣本Y=（y1，y2，…，yn）。極值問(wèn)題即是求得Yn的分布概率:

概率密度函數(shù):gYn（yn）=n［FX（yn）］n－1fX（yn）。通過(guò)對(duì)其求導(dǎo)使dgYn（yn）/dyn=0，即:

載荷響應(yīng)幅值的窄譜過(guò)程可用Rayleigh分布描述其短期分布，將初始Rayleigh分布形式帶入方程（8）中，得極值分布函數(shù)中求得的最可能極值為:

但是，同時(shí)注意到該最可能極值被超越的概率高達(dá)0.632。在設(shè)計(jì)中常引入一個(gè)安全儲(chǔ)備的設(shè)計(jì)極值α）。規(guī)定在n次觀測(cè)中極值超過(guò)（α）的概率是個(gè)小值α，如取0.01，設(shè)計(jì)極值為

波浪載荷長(zhǎng)期預(yù)報(bào)近似服從Weibull分布，長(zhǎng)期極值分布將快速收斂于Gumbel分布:

2 波浪載荷計(jì)算的簡(jiǎn)化公式

簡(jiǎn)化公式的優(yōu)點(diǎn)在于僅根據(jù)平臺(tái)本身特性與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)即可粗略估計(jì)平臺(tái)極值載荷，無(wú)需復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。文獻(xiàn)［6］曾作為DNV船級(jí)社技術(shù)手冊(cè)及培訓(xùn)材料一直沿用至今，書中給出的半潛平臺(tái)橫向分離力和扭矩2種波浪載荷的簡(jiǎn)化計(jì)算公式，雖未進(jìn)入正式的DNV規(guī)范內(nèi)容，但具有一定的權(quán)威性和指導(dǎo)意義。因此本文采用了其中的簡(jiǎn)化公式來(lái)進(jìn)行波浪極值載荷的估算，并與短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果對(duì)比分析，希望能以此尋找一種極值載荷計(jì)算的便捷方法。考慮到橫向分離力發(fā)生在橫浪，且特征波長(zhǎng)近似為平臺(tái)浮筒外寬的2倍，分離力計(jì)算公式為:

式中:CM為質(zhì)量系數(shù)，取2.0;s為波陡，DNV規(guī)范中最大值為1/7;V為排水體積;d為有效吃水;B為平臺(tái)外寬;L為平臺(tái)總長(zhǎng);λ為波長(zhǎng)。

3 預(yù)報(bào)結(jié)果分析

3.1 計(jì)算模型

本文選用的計(jì)算對(duì)象NDB半潛式平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)原型為1986年俄羅斯建造的“shelf-6”，屬于第2～3代半潛平臺(tái)。經(jīng)美國(guó)NOBEL公司改建后，目前具備3 000 m水深作業(yè)能力。平臺(tái)為雙浮筒，六立柱結(jié)構(gòu)形式，浮筒間由多根橫向和斜向撐桿相連，布置十分復(fù)雜。在極值波浪載荷預(yù)報(bào)中僅關(guān)心平臺(tái)生存工況下的載荷響應(yīng)，平臺(tái)生存工況的基本參數(shù)見(jiàn)表1。計(jì)算程序選擇DNV Sesam軟件，應(yīng)用GeinE模塊建立平臺(tái)水動(dòng)力模型（包括平臺(tái)主體濕表面模型和桿件的Morison模型）以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量模型，如圖1～圖3，如果平臺(tái)結(jié)構(gòu)雙向?qū)ΨQ，只需建立1/4模型即可。將建好的各模型按步驟順序依次導(dǎo)入Wadam模塊中進(jìn)行水動(dòng)力運(yùn)動(dòng)和波浪載荷傳遞函數(shù)（RAO）的計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后，應(yīng)用Postresp后處理系統(tǒng)進(jìn)行載荷的短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，并輸出計(jì)算結(jié)果。

圖3 平臺(tái)桿件模型Fig．3The morison model

此處考查了平臺(tái)濕表面網(wǎng)格尺寸和Morison桿件對(duì)平臺(tái)波浪載荷的計(jì)算值的影響。經(jīng)過(guò)改變網(wǎng)格尺寸計(jì)算發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)格過(guò)細(xì)計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)結(jié)果影響卻很小，是不夠經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)預(yù)報(bào)模型選用面元網(wǎng)格尺寸1 m時(shí)，計(jì)算需機(jī)時(shí)約9 h;面元網(wǎng)格2 m（網(wǎng)格數(shù)1 650），計(jì)算僅需30 min。計(jì)算機(jī)配置:CPU Intel （R）Core（TM）2 Quad Q9400，內(nèi)存3.25 G。

平臺(tái)撐桿結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)間受力傳遞，但是撐桿過(guò)多也使得結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的疲勞問(wèn)題突出，影響系統(tǒng)的可靠性水平。且平臺(tái)撐桿數(shù)目眾多，布置方式復(fù)雜，在進(jìn)行模型試驗(yàn)時(shí)，模型加工困難、準(zhǔn)確度難以把握、試驗(yàn)過(guò)程中漏水等不定因素增多。本文也以NBD半潛平臺(tái)為例對(duì)撐桿對(duì)波浪載荷的影響進(jìn)行了定量計(jì)算，如表2。為平臺(tái)載荷數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)化和模型試驗(yàn)的開(kāi)展提供了有力依據(jù)。

3.2 短期預(yù)報(bào)結(jié)果

進(jìn)行短期預(yù)報(bào)時(shí)，本文選擇了中國(guó)南海短期特征海況條件［7］:Hs=13.7 m，Tz=11.89 s。在此特征海況下，平臺(tái)波浪載荷3 h短期預(yù)報(bào)結(jié)果的最大值及對(duì)應(yīng)浪向如表3。設(shè)計(jì)極值計(jì)算中取α=0.01。由表看出，垂向彎矩在迎浪0°時(shí)響應(yīng)最大;橫向分離力在橫向90°時(shí)響應(yīng)最大;剪力和扭矩均在斜浪50°時(shí)，響應(yīng)達(dá)到最大。這與DNV［1］和ABS［2］規(guī)范中所述結(jié)論保持一致。

3.3 長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果

長(zhǎng)期預(yù)報(bào)分別采用中國(guó)南海，IACS推薦的北大西洋（以下稱NA-1C）長(zhǎng)期海況資料［8］，DNV［1］推薦的全球平均長(zhǎng)期海況資料（以下稱DNV-WW）共3種長(zhǎng)期海況資料情況。長(zhǎng)期超越概率從10－2～10－10變化，4種載荷長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 不同長(zhǎng)期海況散布圖的載荷長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果比較Fig．4The comparison of long-term values with different scatter diagrams

從圖中可看出，北大西洋長(zhǎng)期海況資料和全球平均長(zhǎng)期海況資料的預(yù)報(bào)結(jié)果比較接近，中國(guó)南海長(zhǎng)期海況資料的預(yù)報(bào)結(jié)果偏小。且隨著超越概率的減小，南海長(zhǎng)期海況預(yù)報(bào)結(jié)果與前二者的相差越來(lái)越大。由此得出南海長(zhǎng)期海況條件相比之下是較溫和的。

3.4 預(yù)報(bào)結(jié)果的比較

本節(jié)通過(guò)比較分析說(shuō)明了短期極值、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果以及簡(jiǎn)化公式結(jié)果的區(qū)別和聯(lián)系，見(jiàn)表4。從比較結(jié)果看，南海特征海況短期預(yù)報(bào)結(jié)果與長(zhǎng)期預(yù)報(bào)Q=10－8超越概率下的結(jié)果相當(dāng);設(shè)計(jì)極值與長(zhǎng)期預(yù)報(bào)Q=10－10超越概率下的結(jié)果相當(dāng)。簡(jiǎn)化公式結(jié)果在量級(jí)上與短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果保持了一致，但是數(shù)值相比偏大。由此可知文獻(xiàn)［6］的簡(jiǎn)化公式在計(jì)算精度上與數(shù)值計(jì)算相比難以保證，這可能也是海洋工程（特別是浮式平臺(tái)）規(guī)范中至今未頒布載荷簡(jiǎn)化計(jì)算公式的原因。相比之下，船舶規(guī)范中載荷計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式做的較完善，在船舶結(jié)構(gòu)的直接計(jì)算中經(jīng)常采納。

在長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中，各載荷響應(yīng)百年一遇極值大于10－8小于10－10，超越概率的極值。以北大西洋最惡劣海況為例，分別計(jì)算了各種載荷百年一遇極值所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)期超越概率，見(jiàn)表5。

經(jīng)計(jì)算初步推斷:百年一遇極值大約對(duì)應(yīng)10－8.60的超越概率。

4 長(zhǎng)期極值分析簡(jiǎn)化

4.1 長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中浪向數(shù)目簡(jiǎn)化

不同浪向?qū)ζ脚_(tái)波浪載荷的貢獻(xiàn)也不同，平臺(tái)載荷短期預(yù)報(bào)結(jié)果的敏感浪向已由表3給出。長(zhǎng)期預(yù)報(bào)作為短期預(yù)報(bào)的組合，也可通過(guò)選擇不同的浪向數(shù)目方案進(jìn)行載荷的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，以此來(lái)說(shuō)明浪向數(shù)目與長(zhǎng)期結(jié)果的關(guān)系，浪向方案及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6～表10。

通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，海浪數(shù)目對(duì)總體載荷的影響不大。分離力的偏差較其他三者略大些，但是通過(guò)10－8超越概率水平下的預(yù)報(bào)結(jié)果比較看，4種載荷中分離力的最大偏差最大為3.5%左右，也滿足工程精度要求。因此只要合理選擇浪向可以達(dá)到浪向數(shù)目簡(jiǎn)化的目的。

此外，本文進(jìn)行了不同方案的計(jì)算時(shí)間的比較，見(jiàn)表11。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，浪向數(shù)目的多少對(duì)計(jì)算時(shí)間的影響不是很大。在條件允許的情況下，可以多選取一些浪向，使計(jì)算相對(duì)更準(zhǔn)確。

4.2 長(zhǎng)期海況數(shù)目簡(jiǎn)化

船舶的長(zhǎng)期航行實(shí)踐表明［9］，極限狀態(tài)下船體總縱彎曲時(shí)的破壞常常是發(fā)生在為數(shù)不多的幾個(gè)嚴(yán)重海況，對(duì)于大量的其他海況，雖然船舶航行的時(shí)間較長(zhǎng)，但是對(duì)船體結(jié)構(gòu)基本不造成威脅。在海洋工程結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期極值預(yù)報(bào)中，同樣可以進(jìn)行海況數(shù)目的簡(jiǎn)化，不會(huì)造成長(zhǎng)期極值的很大改變。

嚴(yán)重海況的選擇不僅僅著眼于大的有義波高，而要從載荷響應(yīng)惡劣的程度來(lái)考慮，通過(guò)比較短期海況下運(yùn)動(dòng)或載荷的有義值，來(lái)決定部分嚴(yán)重海況的取舍。這與有義波高和跨0周期密切相關(guān)。選擇北大西洋長(zhǎng)期海況資料，通過(guò)計(jì)算0°浪向下垂向彎矩有義值，發(fā)現(xiàn)彎矩值較大的海況主要分布在散布圖內(nèi)有義波高9.5～16.5 m，跨0周期6.5～12.5 s的對(duì)角線區(qū)域，而這一區(qū)域也正是有義波高較大且周期發(fā)生概率較高的海況區(qū)域，見(jiàn)表12。這與船舶極值載荷預(yù)報(bào)簡(jiǎn)化分析中嚴(yán)重海況選擇所得的結(jié)論是一致的［9］。由于在整個(gè)散布圖內(nèi)求解出的載荷有義值結(jié)果眾多，表12中僅體現(xiàn)了長(zhǎng)期散布圖內(nèi)預(yù)報(bào)結(jié)果嚴(yán)重的部分。選擇有義值較大的24個(gè)海況將其按有義值從大到小排列，見(jiàn)表13。長(zhǎng)期極值的方案選擇及其對(duì)應(yīng)于長(zhǎng)期散布圖的位置如表14和表12。

長(zhǎng)期極值分布的最可能極值即對(duì)應(yīng)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中載荷循環(huán)次數(shù)為N時(shí)平均發(fā)生一次的超越概率。假設(shè)全海況下波浪彎矩的循環(huán)次數(shù)為N0，部分嚴(yán)重海況下的彎矩循環(huán)次數(shù)為N1，那么二者之間的關(guān)系為:

式中:nS為嚴(yán)重海況個(gè)數(shù);pi為每個(gè)嚴(yán)重海況出現(xiàn)的概率。

根據(jù)3個(gè)部分海況方案做長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，確定1/N1超越概率下的彎矩最可能極值，見(jiàn)表15～表16和圖5所示。

由圖5中3種方案與全海況的長(zhǎng)期極值比較可以清楚看出，方案一的長(zhǎng)期最可能極值與全海況下的預(yù)報(bào)結(jié)果最為接近，二者的長(zhǎng)期極值分布曲線對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)幾乎一致。而隨著海況方案中部分海況數(shù)目的減少，方案二和方案三的極值分布曲線與全海況下載荷極值分布曲線偏離越來(lái)越大。

同理，對(duì)其他3種特征載荷的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)進(jìn)行海況數(shù)目簡(jiǎn)化，并進(jìn)行相對(duì)偏差和不同海況方案統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算，見(jiàn)表17～表22。

3種載荷在不同方案下計(jì)算結(jié)果的變化趨勢(shì)與彎矩載荷類似:選取方案一計(jì)算時(shí)極值相對(duì)偏差很小，方案二和方案三的相對(duì)偏差越來(lái)越大。也就是說(shuō)在總計(jì)197個(gè)海況中選擇較主要的24個(gè)海況進(jìn)行長(zhǎng)期極值計(jì)算時(shí)，結(jié)果偏差很小。任慧龍［9］在船舶波浪載荷長(zhǎng)期極值簡(jiǎn)化中，選擇了北大西洋（NATO）長(zhǎng)期海況資料［8］并進(jìn)行了海況合并，把138個(gè)海況合并為64個(gè)。其通過(guò)計(jì)算得出，在整合后的64個(gè)海況中合理選擇5～8個(gè)主要海況計(jì)算已經(jīng)足夠。相比之下，本文在北大西洋（NA-1C）的197個(gè)海況中選擇主要的24個(gè)海況計(jì)算，在數(shù)目比例上與船舶波浪載荷長(zhǎng)期極值分析簡(jiǎn)化是比較接近的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文進(jìn)行了NDB半潛平臺(tái)4種主要總體載荷的計(jì)算，分析了影響載荷計(jì)算結(jié)果的建模因素。完成了載荷的短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，并進(jìn)行了載荷極值計(jì)算和對(duì)比分析，可以用于平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全性分析。研究了不同長(zhǎng)期海況資料對(duì)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果的影響。通過(guò)長(zhǎng)期極值的簡(jiǎn)化計(jì)算，也研究了海況資料對(duì)長(zhǎng)期極值的影響，得出主要結(jié)論如下:

1）濕表面網(wǎng)格尺寸嚴(yán)重影響計(jì)算時(shí)間，經(jīng)計(jì)算取面元網(wǎng)格尺寸2 m較為適宜。撐桿等支撐構(gòu)件對(duì)平臺(tái)主要總體載荷的影響不大，經(jīng)計(jì)算剪力的偏差最大為4.35%，其他特征載荷偏差很小。

2）不同長(zhǎng)期海況資料嚴(yán)重影響長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果。3種海浪長(zhǎng)期分布資料的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果顯示:中國(guó)南海海況長(zhǎng)期預(yù)報(bào)結(jié)果最小，海況相對(duì)較溫和，北大西洋最惡劣海況預(yù)報(bào)結(jié)果最大，全球平均海況資料略小于北大西洋的預(yù)報(bào)結(jié)果。

3）通過(guò)長(zhǎng)短期預(yù)報(bào)結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)南海特征嚴(yán)重海況下的短期最可能極值，與南海長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中10－8超越概率下的結(jié)果相當(dāng)。

4）分離力和扭矩的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式計(jì)算結(jié)果雖明顯大于短期和長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，但在量級(jí)上基本保持一致，可作為初步設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)載荷的粗略估計(jì)。

5）在長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的工程簡(jiǎn)化過(guò)程中，對(duì)于各種浪向劃分方案，在各種超越概率水平下，就垂向彎矩、縱向剪力和扭矩3種載荷，采用方案二預(yù)報(bào)結(jié)果相對(duì)偏差均在1%左右，采用方案三的預(yù)報(bào)結(jié)果相對(duì)偏差在2%左右。分離力受浪向數(shù)目的影響較其他3種載荷敏感，方案二預(yù)報(bào)結(jié)果最大偏差4%左右，方案三預(yù)報(bào)結(jié)果的最大偏差達(dá)5%左右。但是通過(guò)10－8超越概率水平下的預(yù)報(bào)結(jié)果比較可以看出，4種載荷中分離力的最大偏差為3.5%左右。總體看采用方案三的4個(gè)浪向進(jìn)行總體波浪載荷的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)滿足工程精度要求，即在360°范圍內(nèi)均勻劃分12個(gè)浪向帶來(lái)進(jìn)行總體波浪載荷計(jì)算是適宜的。在浪向數(shù)目的工程簡(jiǎn)化方面，半潛平臺(tái)的浪向數(shù)目簡(jiǎn)化結(jié)果與船舶基本一致。

6）在長(zhǎng)期海況數(shù)目的簡(jiǎn)化中，在總計(jì)197個(gè)海況中短期海況數(shù)取24個(gè)主要海況時(shí)，計(jì)算結(jié)果偏差很小，隨著海況數(shù)目的減少，與全海況的偏差逐漸增大，10個(gè)海況時(shí)偏差略大于4%，工程上亦可以接受，計(jì)算工作量大大減小。

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