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深水铺管起重船调载仿真技术研究
| 论文题名： | 深水铺管起重船调载仿真技术研究 |
| 关键词： | 起重船;水力计算;深水铺管;仿真技术 |
| 摘要： | 在海洋油气开发过程中，深水铺管起重船作为用于海上石油部件的吊装和拆除、海洋平台导管架下水，海底管道的铺设、维修等作业主要的工程船受到广泛的重视，为保证起重作业的安全性，起重船模拟器的研究日趋成熟化。本文针对起重铺管船模拟仿真系统中的压载水调载系统进行了深入研究，该系统主要作用是通过压载水的调节抵消起重过程中吊重对船舶产生的巨大横倾力矩，保持船舶的浮态稳性，并且真实的模拟出实船压载水管网系统中各水舱流量的变化实现系统高效、智能的调载仿真。 本文在分析、总结起重铺管船作业特点的基础上，对深水铺管起重船工作过程中稳性变化进行了深入分析，依据船级社对起重船稳性衡准的规范要求，确定了压载水调载仿真系统的计算流程；针对自动调载方案生成问题，在研究了现有调载算法的基础上，分析总结了多目标遗传算法的优劣性，提出了改进的带精英策略的非支配排序遗传(NSGA-II)优化算法，将其应用于深水铺管起重船自动调载系统中，通过对改进前后调载方案的比较分析，证明了改进后方法的优越性；针对压载水舱流量求取问题，在对压载水管路系统的组成及设计进行梳理的基础上，提出了基于有限元节点法的压载水管网计算数学模型，以自动调载功能生成的方案作为初始条件，采用拆分矩阵法对各个支管的流量和压力的矩阵方程进行求解，得到不同时段压载水管网压力分布，通过与水力软件计算结果的对比，证明了有限元方法的可靠性。 最后，对起重船压载仿真系统的开发环境、原型系统结构、数据结构简要介绍，描述了系统各模块的应用，并进行了仿真验证。结果表明，系统可以对各压载舱液位进行实时变化监控，能够生成不同工况下自动调载优化方案，该系统对提升作业效率和安全性由一定作用，实现人员培训、工程预演等目的。 |
| 作者： | 魏伊 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 韩端锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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