个油田联接起来进行丛式开发，分摊多个油田的开发成本。从安全角度来说，将油气 处理与储藏设施置于近海水域，通过穿梭油轮运送回大陆，虽然加大了污染海洋的风 险，但可以有效防止意外事故造成大规模的人员伤亡。由此可见，超大型浮体是海洋 石油储存的较为安全可靠的理想装备。

1。4   水弹性响应理论基础 

由于超大型浮体的水平尺度与垂向尺度的比值很大，导致结构的弯曲刚度变小， 垂向变形与刚体位移属于同一量级，甚至更高，所以结构的弹性变形不能忽略。超大 型浮体由于长度与厚度的比值很大，是明显的柔性结构，因此不能采用传统的刚体位 移计算方法，必须分析结构在流体载荷、上部移动载荷作用下的水弹性特征，为结构 的优化设计来提供依据。 

1。4。1 水弹性理论简介 

水弹性理论是二十世纪五十年代由 Heller 和 Abramson[6]在空气动力学的基础上 发展出来的，目的是研究弹性力，惯性力和水动力三者之间的联系与相互作用。超大 型浮体的存在会影响结构周围的流场，而流场的变化又会对结构的水动力相应产生影 响，所以超大型水弹性响应的预报是典型的流固耦合的问题，两者应该被看成是一个

系统，从而进行整体分析。1979 年，Bisho 和 Prince[7]提出了船舶水弹性理论，在此 基础上经过几十年的发展，逐渐形成了种类齐全，适用于各种情况的水弹性理论。例 如 Sahoo 等[8]研究了水弹性理论的解析方法，Kim 和 Ertekin[9]研究了水弹性分析的数 值方法。对于单模块浮体的水弹性响应预报，国内外已经发展了多种成熟的理论。在

线性水弹性理论方面，对于梁结构的水弹性响应问题预报，Bishop 和 Prince[7]基于两 维切片理论，提出了模态函数表示的特殊水动力公式。对于任意形状的结构，Wu 等 [10]基于三维格林函数法提出了解析公式。在非线性理论方面，Wu 和 Moan[11]提出了 基于二维非线性理论的解析公式，Chen 等[12]提出了基于三维非线性理论的解析公式。 在处理多模块相互连接的超大型浮体的水弹性响应时，除了考虑浮体的柔度外，还应 该考虑连接器的柔度，通常有四种组合型式：刚性浮体和刚性连接器、刚性浮体和柔 性连接器、柔性浮体和刚性连接器、柔性浮体和柔性连接器[13]。1992 年，Che 等[14] 分析了一个五模块连接的超大型浮体的水弹性响应。1994 年，Che 等[15]使用三维有 限元模型代替梁模型，分析了上述五模块浮体的水弹性响应。Wu 等[16]分析了具有柔

性浮体和柔性连接器的 5 模块超大型浮体的水弹性响应。2000 年，Riggs 等[17]比较了 连接式超大型浮体分别在刚性浮体柔性连接器和柔性浮体柔性连接器情况下的诱导 波响应，他们发现可以通过改变连接器的刚度来匹配两种模型的固有频率和模态振 型。目前国际上线性水弹性理论分析方法无论是理论还是数值模拟方法都已发展成 熟，几种基于二维和三维非线性理论的水弹性公式以及用于单模块问题水弹性分析的 混合方法也已发展成熟，但是对于非线性理论尤其是结构非线性和时域非线性分析方 法都还不够完善，另外，用以计算处于非均匀海洋环境下的结构水弹性响应问题的理 论还亟需研究发展。

水弹性理论分析方法可以分为时域分析法与频域分析法。频域分析法相较于时域 分析法更加简单快捷，但是在进行瞬态响应分析和分析带有明显非线性特性的问题 时，时域分析更加适合，并且分析的结果也更加精准。

对于流固耦合的频域分析问题，Korobkin 等[18]介绍了分析水弹性分析中几种数 值计算方法，包括有限元法、边界元法、边界元与有限元耦合方法。R。P。 Gao 等[19] 采用 mindlin 板理论，采用有限元和边界元法计算了铰接式超大型浮体水弹性响应。文献综述