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全回转推进器诱导激励载荷与半潜平台振动特性研究
| 论文题名： | 全回转推进器诱导激励载荷与半潜平台振动特性研究 |
| 关键词： | 海洋平台;螺旋桨;激励力;APDL方法;UIDL方法;振动特性 |
| 摘要： | 近些年来，资源的枯竭迫使人类对海洋资源的开采越来越多，在这样的工程背景下，对建造用于开采海洋资源的平台的研究显得十分重要。海洋平台会受到海风、海浪等载荷的作用，因此工作环境十分恶劣。同时随着经济水平的不断提高，平台的大型化以及高强度钢在平台建造中的大量使用，工程人员对钻井平台良好的振动性能也提出了很高的要求。在海洋平台设计的初期阶段，有效的振动预报显得尤为重要。螺旋桨作为舰船最重要的振动与噪声源，它的激励载荷一直是设计人员的关注焦点。随着计算机性能的迅猛发展，激励载荷的预报方法也逐渐从花费高昂的实船试验变为有限元分析模拟。本文首先对某半潜式海洋平台的螺旋桨激励力进行求解，再通过APDL和UIDL方法对该半潜平台快速化建模，最终将螺旋桨激励力施加于半潜平台求得其振动特性。本文的具体内容如下： 首先，本文选择了某半潜式海洋平台和其全回转推进器作为计算对象，用 ICEM软件进行建模和网格划分，分别计算了螺旋桨的敞水特性和平台浮体的阻力值，验证了激励载荷模型和计算方法的准确性；然后计算了平台浮体某工况下螺旋桨轴承力和脉动压力，并通过快速傅里叶变换分析此半潜平台螺旋桨的频谱特性；同时分析了进速、转速的变化对激励载荷的影响。 同时，为了大大缩短海洋平台的设计周期，提高振动特性预报的速度，设计人员需要一种快速建模方法，从而提高海洋平台的设计效率，提高预报速度。本文依照半潜式平台结构特性，在有限元分析软件 ANSYS环境下开发了一种快速建模方法，即利用APDL(参数化设计语言)，和UIDL(用户界面设计语言)，实现用户自定义参数，软件自动建立半潜式平台模型的工作流程，同时编辑了专用的 ANSYS界面，使操作更加简便，模型建立更加快速。并对APDL语言建立海洋平台模型做干湿模态分析，验证了快速建模方法的可行性和实用性。 最后，本文计算了半潜平台在全回转推进器激励力作用下的振动特性，即将位于平台浮体下端螺旋桨的脉动压力与轴承力施加在采用APDL快速建模方法得到的半潜平台有限元模型对应位置。最后将半潜式平台在推进器激励载荷作用下不同舱室的振动响应的计算值与实测数据进行对比分析。 |
| 作者： | 王丽楠 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 于凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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