动力定位船舶波浪载荷作用特性研究

发布时间：2017-05-24 20:07

  本文关键词：动力定位船舶波浪载荷作用特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们对资源的需求日益增加和陆地资源的日益枯竭,人类也逐渐把目光投向蓝色的海洋。海洋资源的开采活动也逐渐由浅海走向深海。深海中更加多变的海洋环境对海洋工程船舶的技术提出了更加严格的要求,这中间就包括了动力定位技术。动力定位技术具有不受水深限制、定位精度高、机动灵活等优点,在深海超深海的海洋资源开发中倍受关注。其中波浪载荷是其中最重要的环境载荷之一。由于海浪的运动形式复杂,以及波浪载荷理论的不完善,对动力定位控制器的设计造成极大的困扰。本文中分析了波浪载荷的理论计算方法,并做出Simulink仿真程序,对波浪载荷对动力定位船舶作用特性进行了仿真分析,并做了以下工作：首先建立首先,根据刚体运动学与刚体动力学基本方程,建立简化的控制用线性船舶运动方程。然后分析了海浪理论的研究现状,并研究了海浪波高和周期的对应关系,以及风区和海浪的关系。最后,推导了一阶波浪力和二阶波浪力的理论计算方法,并利用simulink,从波高、频率、海浪遭遇角、船型等角度对一阶波浪力和二阶波浪力的力学特性以及对船舶状态的影响做了详细的探讨。
【关键词】：动力定位 波浪载荷 Simulink仿真
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U661
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 波浪载荷对动力定位船舶影响的研究现状10-11
• 1.3 论文的主要工作11-13
• 第2章 动力定位船舶数学模型13-23
• 2.1 船舶运动坐标13-15
• 2.2 船舶运动学模型的坐标转换15-17
• 2.3 船舶动力学模型的建立17-22
• 2.3.1 船舶低频运动模型18-21
• 2.3.2 船舶高频运动模型21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 海浪理论基础23-36
• 3.1 海浪的分类及海况的定义23-25
• 3.2 海浪谱理论25-31
• 3.3 海浪模型31-33
• 3.3.1 海浪的线性模型31-33
• 3.3.2 海浪波高和周期的联合分布33
• 3.4 风和风浪关系及风载荷的常用计算方式33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 波浪载荷的理论计算36-46
• 4.1 规则波的数学模型36-38
• 4.2 一阶波浪力的干扰力矩的理论计算38-41
• 4.3 二阶波浪力的理论计算41-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 波浪载荷对动力定位船舶作用特性仿真研究46-76
• 5.1 一阶波浪力的对动力定位船舶作用特性仿真研究46-66
• 5.1.1 波高改变时一阶波浪力对船舶的作用特性研究46-52
• 5.1.2 船舶和海浪遭遇角改变时一阶波浪力的作用特性52-55
• 5.1.3 船型改变时一阶波浪力的作用特性55-60
• 5.1.4 频率改变时一阶波浪力的作用特性60-66
• 5.2 二阶波浪力对动力定位船舶作用特性的仿真分析66-75
• 5.2.1 三自由度改变对二阶波浪力的影响66-69
• 5.2.2 浪高对二阶波浪力的影响69-70
• 5.2.3 频率和波浪遭遇角对二阶波浪力的影响70-75
• 5.3 本章小结75-76
• 结论与展望76-77
• 参考文献77-81
• 攻读学位期间参加的科研项目81-82
• 致谢82-83
• 研究生履历83

【参考文献】

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1 王言英;波浪中浮体运动与遭遇荷载计算研究[J];大连理工大学学报;2004年03期

2 倪绍毓;用切片法计算波浪漂移力[J];哈尔滨船舶工程学院学报;1992年01期

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本文编号：391825