半潜船压载系统的稳态计算方法研究

发布时间：2017-08-23 09:10

  本文关键词：半潜船压载系统的稳态计算方法研究

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【摘要】：船舶的稳态控制系统主要是通过压排载系统实现的,系统本身是通过对船舶水舱进行压载排载海水,来控制船舶的沉浮,同时也控制船舶的倾斜角度,从而使操船人员掌握船舶的稳性。在半潜船上这种系统显得尤其重要。半潜船是一种多功能多用途的带动力船舶,用于海洋运输大型钢结构或石油钻井平台等设备或船舶。它在工作的过程中通过船体的压载水量来控制船舶的上浮或下沉,从而把需要运输的设备或平台结构装载在甲板上,其最重要的工作指标即是要控制自身的稳态在安全的范围内。船舶可以根据自身压载舱的大小,调节压载水量并且可以同时调整船舶左右舷的平衡。船舶在进行工作时需要对水舱进行压载排载的控制。本文从船舶的安全角度和提高工作效率的方面出发,通过船舶的液位遥测和阀门遥控系统,监测半潜船的装载和卸载过程中压载水量的变化,从而控制船舶的横倾和纵倾,使得船舶整个工作过程都能满足性能要求,保障其安全性。除了可以用实测的方法测量船舶下沉量,利用实际数据找出与液位传感器数据之间的联系,同时也可以借助船舶的辅助设备纠正数据。每一种测量方法都有自己的优点和缺点。通过分析半潜船的液位遥测和阀门遥控系统,对液位遥测的传感器选型进行了介绍,有针对性的选用适合各类舱室的传感器。对阀门遥控系统的管线,特别是在压载舱管路原理图中,根据典型的管路图做了数学模型优化,列出流量和阀门压力的线性方程式组来解方程,对船舶工作时的装载计算运行进行了数学模型的优化。从液位遥测系统的水舱、油舱的液位输入数据着手,通过数学模型的计算,输出指令给到阀门遥控系统,控制船舶稳态。给出了半潜船典型的浮托工况,通过软件计算两种工况的船舶数据,得出船舶的横倾和纵倾角度,分析了半潜船在装载时的动态的稳定性。本文通过研究船舶的装载状态,模拟船舶的重量弯矩分布曲线等多方面输入的变量,在控制船舶的稳性时,要保证剪切力聚变的受力点在船舶的中心附近,或者以重心位置成对称分布。那样才能保证半潜船在上浮时压载系统控制船的横倾和纵倾控制在一个相对简单的变化量中,使倾斜角度在设计规定的范围内,而不产生瞬间的巨变。使得船舶在短时间的压载内也可控制平衡。
【关键词】：半潜船 稳态 液位遥测 压载系统 倾斜角
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.941
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-11
• 1.2 稳态系统在船舶设计中的研究现状11-13
• 1.3 本文的主要工作13-15
• 第2章 稳态控制系统总体设计15-31
• 2.1 船舶和环境参数的设定15-16
• 2.1.1 船舶设计参数15-16
• 2.1.2 应用环境参数16
• 2.2 稳态控制的主要组成系统16-26
• 2.2.1 液位遥测系统16-21
• 2.2.2 阀门遥控系统21-26
• 2.3 控制系统功能分析26-30
• 2.3.1 控制系统的参数设定26-27
• 2.3.2 控制系统的操作原理27-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 稳态的控制精度提高和优化设计31-42
• 3.1 压载系统的仿真模型31-36
• 3.1.1 模型的参数定义31-32
• 3.1.2 泵压载管系的数学模型建立32-36
• 3.2 压载系统数学模型的优化36-38
• 3.3 浮态和稳态的直接和间接计算方法38-40
• 3.3.1 直接计算方法38
• 3.3.2 间接计算方法38-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 船舶装载稳态的数学模型仿真验证42-54
• 4.1 模型的计算说明42-45
• 4.1.1 船舶装载的稳性计算说明42
• 4.1.2 计算规范42-45
• 4.2 装载稳态模型的数据分析45-53
• 4.2.1 船舶的水平度和倾斜角的关系45-47
• 4.2.2 重量分布和船体受力对稳态系统的影响47-53
• 4.3 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 个人简历61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：724168