大型起重船在海浪中的运动响应研究

发布时间：2017-06-10 16:01

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【摘要】：本文针对起重船在规则波和不规则波上航行，在规则波和随机波上作业时的船体运动响应问题进行了深入的理论研究。建立了合理的数学模型，编制了计算程序。本文应用经典的切片理论完成了对起重船的水动力系数分析，，分别计算了起重船在规则波和随机波上航行和作业的船体运动响应。并考虑了起重船作业时的定位锚钢缆系统和起吊重物对船体运动响应的影响。通过一系列的计算分析，得到了一些重要的结论，对起重船及同类船型的水动力问题和起重船在随机波上作业时的运动响应预估提供了有价值的参考。 主要研究内容如下： 计算船体的附连质量系数和阻尼系数。采用Frank源汇分布法（其中用Faltinsen法对奇异频率进行修正）计算各个切片的附连质量系数和阻尼系数。将各个切片所得的附连质量系数和阻尼系数分别沿船长方向积分，得到整个船体的水动力系数。所得结果与Kim论文中的结果相比较，相当接近。文中根据计算结果，分析了超浅吃水型船的水动力系数与常规船型的差异和特点； 利用Salvesen切片理论计算规则波中起重船在调迁，即在海上自航时的运动响应。在确定航向角和遭遇频率后，用船体运动和载荷计算软件SMF来求解成船体六自由度的运动方程。该软件是基于Salvesen、Tuck和Faltinsen的经典理论完成的，主要用于船体在规则波中六个自由度的运动响应和船体波浪载荷的预估； 计算起重船在不规则波中调迁时的运动响应。给出船舶在随机波中航行的运动响应谱； 计算起重船作业时，在规则波中的运动响应。与调迁时不同，这时要考虑定位锚系统和起吊重物对船体运动响应的影响； 分析起重船在随机波中作业时的运动响应谱。 本文提出了一套有效的求解起重船在波浪上运动响应的计算理论，开发了计算软件SMF，填补了我国对起重船水动力响应深入研究的空白，为起重船在波浪上运动响应的预估提供了科学的参考。
【关键词】：大型起重船 超浅吃水 附连质量系数 阻尼系数 幅值响应算 子响应谱
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U661
【目录】：

• 第一章 综 述6-16
• 1.1 国内外起重船及相关理论发展现6-15
• 1.2 本文的主要工作15-16
• 第二章 起重船在规则波中的运动响应16-25
• 2.1 海浪16-17
• 2.2 Salvesen法求船体在波浪上的运动响应17-21
• 2.3 Frank源汇分布法求附连质量系数和阻尼系数21-23
• 2.4 船舶运动响应23-25
• 第三章 不规则波作用下起重船的运动响应25-31
• 3.1 随机海浪理论25
• 3.2 海浪谱25-29
• 3.3 随机波浪下起重船的动力响应29-31
• 第四章 定位锚钢缆对起重船运动响应的影响31-37
• 4.1 基本假定31-32
• 4.2 定位锚钢缆约束船体六个自由度的作用力分析32-37
• 第五章 吊物对船体运动响应的影响分析37-43
• 5.1 吊物系统产生的船体倾斜37-39
• 5.2 起吊物体摆动方程的建立39-41
• 5.3 起吊钢缆的动力响应41
• 5.4 起吊重物摆动方程的求解41-43
• 第六章 实例计算分析43-61
• 6.1 研究对象43-44
• 6.2 海况44
• 6.3 水动力系数计算结果分析44-49
• 6.4 起重船调迁时的运动响应分析49-56
• 6.5 起重船作业时的运动响应分析56-61
• 结论61-63
• 参考文献63-67
• 发表论文和参加科研情况说明67-68
• 致谢68

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 胡于进;文定旭;王学林;;运架梁起重船吊重摆动分析[J];系统仿真学报;2012年07期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 戎保;受控多体系统传递矩阵法研究[D];南京理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 黄常青;基于CFD方法的起重船水动力系数计算[D];华中科技大学;2011年

2 文定旭;运架梁起重船动力学分析及仿真[D];华中科技大学;2011年

3 芮光六;起重船吊物系统的摆动分析及其控制研究[D];天津大学;2004年

4 夏益美;全回转起重作业船稳性研究[D];大连理工大学;2006年

5 郑飞鹏;规则波浪中回转式起重船的稳性研究[D];大连海事大学;2007年

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本文编号：439018