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原文传递工程船吊装作业动态响应研究

论文题名：	工程船吊装作业动态响应研究
关键词：	起重船;耦合运动;锚泊系统;数值模拟;动力响应
摘要：	近年来，随着“海洋强国战略”深入推进，我国海油的勘探工作蓬勃发展，对大型起重船的需求日益增加。工程船海上吊装作业在海上平台建设、海上风力发电、海上工程建设等作业中广泛应用。控制工程船舶作业时的姿态及运动响应是保证海上施工作业安全的关键。本文是针对起重船在吊装作业中的耦合运动响应进行相应的研究。　　本文以全回转起重船“L轮”为研究对象，采用水动力分析软件SESAM进行仿真实验。首先，借助其GeniE模块构建了起重船水动力模型，然后采用HydroD模块对模型的频域水动力参数展开了计算和分析。最后，将所得的参数导入到Sima模块，完成对不同环境工况下起重船整体响应的时域耦合计算，基于理论研究和数值模拟相结合的方法，分析了起重船在不规则波浪中的水动力性能。　　本文充分考虑了海洋环境的复杂性，选取了5s、6s、7s、8s四个周期以及0.8m、1m、及1.5m三组有义波高组成的12组环境工况。设计了六锚及八锚两种锚泊定位系统，依次计算了两种锚泊系统下船体水动力性能及锚泊系统动力响应，并通过控制浪向角值在0°-180°范围内计算研究浪向角变化对锚泊系统水动力性能的影响。完成对“L轮”在水动力性能层面上的深入研究，掌握浪向角改变时对起重船锚泊系统时域响应的变化情况。对比分析了两种锚泊定位系统下船体水动力性能及锚泊系统的动力响应。计算结果表明：海上吊装作业时，起重船所体现出的运动响应幅度会在很大程度上受到风、浪、流作用方向的影响，锚链张力值也会在系列要素变化的过程中随之变化，随浪和迎浪的情况下起重船锚泊系统受到的影响较小；当浪向角变大时，船舶运动响应也越来越大。得出了控制船舶横摇小于4°，纵摇小于3°满足规范要求的八锚锚泊安全作业方案，同时也明确了船舶海上吊装安全作业锚泊方案的确定方法。　　本文围绕课题展开了全方位的研究分析，旨在明确海上吊装作业要严格控制浪向，选择合理的作业角度，控制船舶的运动响应幅度，保证船舶的运动响应幅度得以控制在安全的范围。也为后续理论层面起重船锚泊相关运动特性的研究提供切实可行的参考意见，为起重船在海上是否可以安全作业给出了科学合理的参考。
作者：	赵尚锟
专业：	航海科学与技术
导师：	杜嘉立
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2022