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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
| 论文题名： | 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 |
| 关键词： | 起重船舶;系泊浮体;波浪二阶力;纵荡运动;横荡运动;艏摇运动 |
| 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。 |
| 作者： | 李东岩 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 骆寒冰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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