半潜运输船动力定位性能研究

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1、半潜运输船动力定位性能研究摘要随着深海油气开发技术的日益先进，更多大型海洋结构物开始被投入到深海油气的开发和运输上。这些结构物多为连续性物体且不易安装和运输，而半潜运输船这一特种船舶可以很好的克服这方面的困难。半潜运输船的核心技术是应用动力定位系统来安全高效的进行货物的运输和安装等作业。国内对于半潜运输船的研究尚处于起步阶段。因此，对半潜运输船进行动力定位性能研究对半潜运输船的发展有着十分重要的意义。本文以一艘半潜运输船作为研究对象，主要围绕它的环境载荷计算、动力定位能力静态分析和动力定位动态时域分析。首先，介绍了半潜运输船的工作方式以及半潜运输船的国内外研

2、究现状。并对比动力定位系统的各大船级社规范，对目标半潜运输船进行FMEA初步分析。其次，对半潜运输船的环境载荷进行分析并计算。其中，重点讨论了二阶波浪慢漂力的计算，引入了近场理论与经验公式相结合的计算方法，并对所得结果进行分析。然后，根据半潜运输船的推进器布置方式，结合相关规范对半潜运输船进行静态分析，得到完整推进器和不同推进器失效情况下不同的动力定位能力曲线并通过相关规范校核该半潜运输船的动力定位静态能力。最后，根据PID控制理论和Kalman滤波技术并通过对推力分配优化原则建立了半潜运输船的动力定位系统的数学模型，并使用Matlab编译动力定位动态分析程

3、序，从而对半潜运输船的定能能力进行时域模拟。与静态分析一致，动态分析参照了规范的FMEA分析要求，分析了半潜运输船在推进器完整状态和单一推进器失效的情况下的动力定位能力，以验证该半潜运输船的动力定位系统在时域内的安全性和可靠性。本文对半潜运输船的动力定位性能研究提供了一定参考依据，也为国内蓬勃发展的半潜运输船产业提供一定帮助。关键词：半潜运输船；动力定位系统；FMEA；环境载荷分析；动力定位能力分析AbstractAsthedevelopmentofthetechnologyofoffshoreengineeringallaroundtheworld．mor

4、eandbiggeroceandrillingstructuresaredeveloped．Mostofthesestructuresarenoteasvto1nstallandtransport．Semi—submersibleTransportLiftVessel(SHTV)canbetterconquerthiskindofobstacles．ThecoredepartmentofSHTVisDynamicPositioningSystem(DPS)．DPSisappliedtosafelyandefficientlytransportandinsta

5、llthecargos．ItisstillontheinitialstageinournationandthereforeithasagreatsignificancetoanalyzetheDPSperfonllanceofSHTVThisthesismainlyfocusesontheresearchofenvironmentalloads，staticanddynamicanalysisofDPcapabilityoftheSHTV．Thedissertationcontainsfiveparts．Thefirstpartintroducestheba

6、ckground，theresearchsituation，andthemodeofoperation．Andthecodesofdynamicpositioningsystemamongfamousclassificationsocietyarecontrasted．Later,thebasicFMEAofSHTVisanalyzed．Thesecondpartistheanalysisandcalculationofenvironmentalloads．ThemajorDartistodiscussthecalculationofsecondorderd

7、riftwaveforce．Inthedissertation．thenear—fieldtheoryandrecommendedequationsareassociatedtocalculateit．ThethirdpartistooptimallyarrangethethrustersanddrawtheDPcapabilityplotsofdifferentmodeoperations．Theoperationmodesaredividedbycompletionthrustersandonethrusterindifferentrangefail．A

8、tlast，anumericalmodelofthe