大型起重船复杂系泊情况下运动响应数值模拟与试验对比研究

发布时间：2017-11-17 17:18

  本文关键词：大型起重船复杂系泊情况下运动响应数值模拟与试验对比研究

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【摘要】：工程船舶在海上进行施工作业时需要对作业船舶进行系泊定位。对于船舶系泊系统定位,由于受到复杂海洋环境的影响,船舶会产生6个自由度的运动。模拟系泊状态下船舶运动响应,可以预报船舶在复杂海洋环境下的运动,避免船舶运动响应幅值超过作业的允许值,预防危险情况发生,这对于理论研究和工程实际都具有重要的意义。由于系泊浮体的纵荡、横荡和艏摇运动的回复刚度由系泊系统提供,这三个自由度运动的固有周期与波浪二阶差频力的周期相近,浮体运动易因波浪二阶力作用发生共振使得系泊浮体运动更为剧烈。因此对于波浪二阶差频力的分析计算对于系泊浮体十分重要。本文首先介绍了进行系泊船舶运动响应时域模拟所依据的理论基础,包括三维频域势流理论及数值计算方法、悬链线理论、低频阻尼理论以及系泊系统与船舶耦合运动时域模拟基本理论。同时结合这些理论基础介绍了分析软件SESAM软件的基本情况。其次,本文研究了波浪二阶力的计算。包括平均漂移力和波浪二阶差频力的计算,通过对相关模型试验的模拟,分析了不同的二阶力计算方法之间的差异,为后面进行系泊船舶的运动响应计算奠定基础。之后本文进行了系泊下船舶运动响应的时域模拟。介绍了相关模型试验的基本情况。模拟工况包括了规则波和不规则波的海况。分析了系泊下起重船在规则波中的运动响应特性,比较了在不同的规则波条件下起重船运动响应特性的不同。通过对低频运动结果的讨论,重点分析了低频阻尼情况。在不规则波工况的模拟计算中比较了Newman近似法和全QTF矩阵法计算二阶差频力得到的运动响应结果。讨论了系泊下起重船运动中缆绳张力的情况。本文对于系泊系统与船舶耦合运动响应数值模拟的结果,为今后的相关理论研究以及相关的工程实际问题提供了技术支持。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.35

【参考文献】

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本文编号：1196800