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原文传递增压系统海上安装作业分析

论文题名：	增压系统海上安装作业分析
关键词：	悬垂安装;时域分析;响应分析;增压系统;海上作业船
摘要：	水下增压系统作为海洋油气运输的重要设备之一，已在深海油气工程中得到越来越多的应用。增压系统海上安装作业涉及到大尺度、大重量、超深水等难题，所以进行安装分析数值方法的研究显得十分必要。本文以实现增压系统深水安装为目的，并确定悬垂安装法（PIM）为解决方案。通过时域计算方法、CFD理论、集中质量法等数值方法，对整个安装作业流程进行模拟分析。　　本文首先对安装分析所需要的参数进行计算。对于海上作业船，在ANSYS中建立船体湿表面元模型，并导入 AQWA软件中进行频域水动力分析，计算其附加质量、阻尼和波浪力等参数。然后为了控制船舶的作业位置，应用PID控制理论和卡尔曼滤波原理编写动力定位程序，将C++代码封装为DLL文件；之后的时域分析中OrcaFlex直接调用DLL文件实现对船舶姿态的控制。对于增压系统水动力分析，基于CFD方法构建数值水槽模型，模拟定常来流求解增压系统阻力系数；之后强迫增压系统在数值水槽中震荡，计算其各方向附加质量系数。　　随后将悬垂安装过程分为吊装入水和安装下放两个独立阶段，综合考虑船舶运动方程、基于集中质量法的缆索方程、增压系统运动方程等，采用时域多体耦合方法进行求解。通过时域分析方法计算各个阶段每一时刻增压系统运动响应、缆索张力等结果，对安装过程中较危险时刻（穿越自由液面、切断吊装缆索等）进一步分析校核。针对浪向、波高、流向、流速等环境参数进行敏感性分析，分别讨论环境载荷对吊装入水和安装下放过程的影响，给出海上作业施工建议。提出添加抑制缆索和增大浮子直径的改进措施，并用OrcaFlex软件验证其对安装下放阶段的作用。
作者：	范鑫
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	石山
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文