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全回转起重船风浪流中系泊运动性能预报

中国造船 2013年第3期54卷 21-28页

作者：谷美邦兰波缪泉明顾民周宏勤海军驻大连426厂军事代表室大连116005 中国船舶科学研究中心无锡214082 江阴宏洲船务工程有限公司无锡214400

针对一艘全回转起重船在渤海湾区域风浪流中系泊作业的安全要求,考虑到首吊900t和侧吊400t作业时特殊性,建立了模型试验方法,并基于卡明斯六自由度运动方程建立了预报方法,对该船首吊900t和侧吊400t风浪流中系泊运动性能进行了预报,结... 详细信息

针对一艘全回转起重船在渤海湾区域风浪流中系泊作业的安全要求,考虑到首吊900t和侧吊400t作业时特殊性,建立了模型试验方法,并基于卡明斯六自由度运动方程建立了预报方法,对该船首吊900t和侧吊400t风浪流中系泊运动性能进行了预报,结果对比表明理论预报与模型试验结果吻合较好,验证了理论预报方法的实用价值。同时基于模型试验和理论预报的结果,对该船在渤海湾区域作业提出了建议,可为该船安全作业提供指导和参考。

关键词：全回转起重船风浪流系泊运动性能

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全回转起重船起重作业系统建模与半实物仿真

华中科技大学学报（自然科学版） 2012年第2期40卷 23-26,44页

作者：王立权许元革王波李震哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 海洋石油工程股份有限公司海洋工程技术中心天津300451

为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解... 详细信息

为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解算以及半实物操纵模拟等方法的联合应用,实现了身临其境感觉的交互式半实物仿真环境.仿真实验表明:工程技术人员通过仿真演练可以对起重作业过程的关键参数进行推敲,对实际操作过程进行预演,起到辅助制定工艺过程、降低海上起重作业风险以及提高海上工程作业的可靠性的作用.

关键词：全回转起重船实时操纵半实物仿真数学模型动力定位

全回转起重船吊索动力荷载及其对浮态及稳性的影响

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上海交通大学学报 2010年第6期44卷 778-781,786页

作者：陈新权何炎平李洪亮谭家华上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240

针对起重船在波浪中作业时,船体运动激起吊索摆动产生的附加动力荷载将对船舶的浮态和稳性不利,以超大型全回转起重船"蓝鲸"号为对象,建立了水动力模型,对其在不规则波浪中的运动响应进行了计算.采用谱分析方法根据悬挂点与吊物之间的... 详细信息

针对起重船在波浪中作业时,船体运动激起吊索摆动产生的附加动力荷载将对船舶的浮态和稳性不利,以超大型全回转起重船"蓝鲸"号为对象,建立了水动力模型,对其在不规则波浪中的运动响应进行了计算.采用谱分析方法根据悬挂点与吊物之间的运动传递函数得到吊物运动的统计值,从而得到不同浪向、不同回转角度、不同吊索长度情况下的吊索附加动力荷载,并分析其对起重船浮态及稳性的影响规律.

关键词：全回转起重船运动响应吊索动力荷载浮态稳性

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全回转起重船压载舱的优化探索

中国造船 2010年第2期51卷 175-183页

作者：张茴栋何炎平上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

比较原船方案和优化方案在两种装载状态下固定起吊7500t时的数据,发现了一些问题。从而进一步分析了探讨数值分析法中所采用的优化原则的局限性。通过建立简单的数学模型,运用相关的数学软件,分析总结出压载舱分舱时的规律。比较分析几... 详细信息

比较原船方案和优化方案在两种装载状态下固定起吊7500t时的数据,发现了一些问题。从而进一步分析了探讨数值分析法中所采用的优化原则的局限性。通过建立简单的数学模型,运用相关的数学软件,分析总结出压载舱分舱时的规律。比较分析几种典型的回转起吊的工况,总结出回转起吊时的一些规律。最后,归纳出如何优化设计大型起重船的压载舱。

关键词：全回转起重船压载舱优化规律数学模型

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全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

船舶工程 2018年第1期40卷 48-53,87页

作者：韩端锋周桐昝英飞李志刚王双哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 海洋石油工程股份有限公司天津300450

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角... 详细信息

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。

关键词：全回转起重船多系统耦合模型运动响应数值仿真

全回转起重船的压载系统管理优化设计与数学建模

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舰船科学技术 2020年第22期42卷 13-15页

作者：郑荣青海交通职业技术学院

全回转起重船在海上风电、石油开采等大型工业领域有重要的应用,压载系统作为全回转起重船的关键组成部分,在起重船重心和平衡保持等方面发挥着重要作用。本文首先针对全回转起重船的运行工况进行力学特性分析和建模,结合现有的压载系... 详细信息

全回转起重船在海上风电、石油开采等大型工业领域有重要的应用,压载系统作为全回转起重船的关键组成部分,在起重船重心和平衡保持等方面发挥着重要作用。本文首先针对全回转起重船的运行工况进行力学特性分析和建模,结合现有的压载系统组成设计了一种新型的起重船自动压载系统,并阐述了自动压载系统的液位检测、电液控制等关键模块。

关键词：全回转起重船压载系统优化设计电液控制

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全回转起重船作业过程稳性仿真

船海工程 2007年第4期36卷 137-141页

作者：张明霞夏益美林焰肖进军大连理工大学船舶CAD工程中心辽宁大连116024 烟台打捞局山东烟台264000

对船体、起重机分别进行建模,实现了在一定配载与作业半径条件下,起重机吊重全回转过程的船舶实时浮态与稳性的计算及显示,达到了作业前预配载,快速找到最佳配载方案;作业中实时监测船舶作业浮态与稳性变化,保证作业的安全可靠的两大目... 详细信息

对船体、起重机分别进行建模,实现了在一定配载与作业半径条件下,起重机吊重全回转过程的船舶实时浮态与稳性的计算及显示,达到了作业前预配载,快速找到最佳配载方案;作业中实时监测船舶作业浮态与稳性变化,保证作业的安全可靠的两大目标,具有较强的工程应用价值。

关键词：全回转起重船配载作业稳性仿真

全回转起重船泵压载系统压载水动态调拨优化及试验研究

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全回转起重船泵压载系统压载水动态调拨优化及试验研究

作者：姜健宇大连海事大学

学位级别：硕士

起重船是海上救助打捞工程、海洋石油开发、海上风电设备安装、深海工程等大型海上作业的关键保障装备。随着起重船向大型化、自动化和智能化发展,高效自动压载系统成为迫切需求。本文在分析了大型全回转起重船吊装作业过程的基础上,建... 详细信息

起重船是海上救助打捞工程、海洋石油开发、海上风电设备安装、深海工程等大型海上作业的关键保障装备。随着起重船向大型化、自动化和智能化发展,高效自动压载系统成为迫切需求。本文在分析了大型全回转起重船吊装作业过程的基础上,建立了基于泵压载系统的全回转起重船压载水动态调拨优化模型及其高效求解策略,并研制了全回转起重船自动压载系统试验平台。本文主要研究工作包括:(1)在分析起重船压载系统工作原理和操作流程的基础上,基于船舶静力学和优化理论,以压载水调拨时间作为优化目标,起重船各个压载水舱的水位高度变化量及初始装载量作为优化变量,船舶安全作业要求作为约束条件,建立了全回转起重船压载水高效调拨优化模型,为压载水高效调拨优化方案及计算机辅助设计奠定理论模型基础。(2)提出了基于动态规划的压载水调拨求解策略,基于起重船吊机运行过程和回转角度,将压载过程分为若干个阶段,给出了算法模型和流程,获得整个吊装过程的压载水最优调拨方案。300 t吊重压载案例计算分析表明,相比于工程师给出的经验方案,优化方案总调拨量和压载时间分别减少11.22%和11.19%;回转过程中,各个舱室水位高度呈三角函数变化。调拨影响因素的敏感性分析表明,选择合适的初始装载量可获得最优的总压载时间;在起吊前适当进行预压载,可以减少抬货过程的调拨量。(3)针对常规动态规划求解存在的计算效率过低、优化方案难以实用化问题,分别提出了基于改变动态规划优化变量阈值、改变阶段间隔和减少压载舱室数量的动态规划求解改进策略。案例分析表明,当阈值改变量小于0.4时,减小阈值可减小计算时间;当阶段间隔取值区间为(2,10)时,可大幅减少计算时间并获得较好的调拨方案;不同压载舱调载能力不同,选择对起吊货物最敏感的压载舱,可减少参与调拨的压载舱数量,使调拨方案更具实用性。(4)提出了基于可编程逻辑控制器的全回转起重船自动压载系统设计方案,研制了基于缩尺模型的起重船压载水调拨试验平台。试验结果分析表明,相比于未加压载水时船模最大横倾角度约15°,优化方案横倾角度在2°以内,验证了本文模型求解算法和压载系统设计方案的有效性和可行性。综上所述,本文可为全回转起重船的吊装过程选择合适的压载方案,构建高效自动压载系统,实现大型船舶计算机动态压载控制,提高起重船保障施工安全和效率、降低能耗,提供理论和技术支持。

关键词：全回转起重船压载水调拨压载优化动态规划自动压载

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全回转起重船多系统耦合动力学特性研究

全回转起重船多系统耦合动力学特性研究

作者：周桐哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：全回转起重船六自由度运动耦合模型数值仿真