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全回转起重船多系统耦合动力学特性研究
| 论文题名： | 全回转起重船多系统耦合动力学特性研究 |
| 关键词： | 全回转起重船;运动响应;动力学特性;耐波性理论 |
| 摘要： | 起重船是海洋工程设施建设必不可少的工程船舶，船体的运动不仅影响船上人员的舒适性，而且直接影响到起吊作业的效率和安全性。因此，分析全回转起重船多系统耦合作用下的动力学特性，并将之应用于起重船的设计和作业是十分必要的。本文以“蓝鲸”号7500吨全回转起重船为研究对象，将船体、吊物系统和锚泊系统视为一个相互作用的整体，为准确预报全回转起重船运动响应提供更为合理的理论依据。 依据耐波性理论，推导得出全回转起重船的动力学模型，利用水动力计算软件WAMIT对“蓝鲸”号全回转起重船的运动进行频域分析，获得附加质量和阻尼系数，一阶波浪位移RAOs以及二阶波浪力RAOs数据。 基于经典的细长杆理论，假设锚链是一种无抗弯刚度的杆件结构，通过非线性有限元的方法对该结构进行离散，建立锚链的静力方程与动力方程，并开发锚泊系统的非线性有限元分析程序。研究在三级海况时锚泊系统与船体耦合作用下的锚链形态和锚泊力。 对于吊物系统，考虑吊物六自由度的运动和风载荷，建立关于广义坐标的第二类拉格朗日方程，并利用高阶的龙格-库塔方法求解该方程。根据牛顿第二定律，推导出吊绳动张力计算公式，对不同吊绳长度、不同起吊速度、不同激励频率时的吊绳摆角、吊物转动角度和动张力进行分析。 根据动力学基本原理，计入船-吊物-锚链相互耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷，建立起重船多系统耦合六自由度动力学模型。在该数学模型的基础上，利用MATLAB/Simulink软件进行实时仿真，对多系统耦合作用下的起重船运动响应进行数值分析。分别在不同的浪向、不同的海况和不同的吊臂回转角下，对起重船运动响应和吊物系统的摆角进行对比分析并得出其影响规律。 |
| 作者： | 周桐 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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