某50000 dwt半潜船压载系统仿真研究

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1、上海交通大学硕士学位论文某50000DWT半潜船压载系统仿真研究硕士研究生：许婉莹学号：1120109150导师：张维竞教授于再红研究员申请学位：工学硕士学科：轮机工程所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterModellingandSimulationofBallastSystemofa50,000DWTSemi-sub

2、mersibleVesselCandidate：XuWanyingStudentID:1120109150Prof.ZhangWeijingSupervisor：ResearcherYuZaihongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MarineEngineeringSchoolofNavalArchitecture,OceanAffiliation：&CivilEngineeringDateofDefence：Jan,20

3、15Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文摘要某50000DWT半潜船压载系统仿真研究摘要船舶压载系统是在船舶营运过程中，通过对船舶压载舱进行压载水的注入和排出调整船舶吃水以及船体稳性（包括船体纵向、横向的平稳以及适当的稳心高度），达到减小船体变形、船体振动，改善船舶的空舱适航性的目的，是半潜船船舶设计中重要的组成部分。对于大型半潜船来说，其压载水量远大于其他类船舶，船舶吃水变化也更大，压载时间的计算

4、是半潜船压载系统设计的重要组成部分。传统的经验算法多基于稳态进行估算，算出的时间往往大于实际作业时间，算法较保守。因此，建立一个能准确反映压载系统动态过程的仿真模型是十分有必要的。本文分析了目前较为广泛应用的经验算法的计算原理、计算方法和不足之处；以半潜船为研究对象，建立压载过程的数学模型。建模过程考虑船舶浮态变化、管系阻力、空气流动等因素的影响；引入模块化建模思想，以Matalb/SIMULINK软件为开发平台，建立三种压载方式的压载水舱模块库，利用模块库搭建半潜船压载系统仿真模型；研究分析三种

5、排载方式的排载速率，排载速度变化，总结出自由压载、水泵压载以及压缩空气三种压载的特点。本文基于建立的动态模型，综合船体特点、调载效率以及稳性要求，提出了半潜船的压载方案并据此进行仿真计算，并与实船数据对比，验证了模型准确性。根据本文提出的动态模型的仿真结果，对传上海交通大学硕士学位论文摘要统经验算法提出了合理性建议。关键词：半潜船；压载系统；动态建模；仿真上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTSIMULATIONANDSTUDYONA50000DWTSEMI-SUBMERSIBLEVESSELA

6、BSTRACTBallastsystemisintheprocesswhenoperatingtheship,wecandischargedorinjectiontheshipsballastwaterthroughtheballasttanksofshipstoadjusttheship'sdraftandhullstability(includinghulllongitudinal,transversesmoothandappropriatemetacentricheight)inordert

7、oreducethehulldeformation,hullvibrationandimprovethecabinairshipseaworthinesspurposes,ballastsystemisasemi-submersiblevesselshipdesignisanimportantpartofthesemi-submersiblevesseldesign.Largesemi-submersiblevesselshavelargerballastwaterandbiggerchanges

8、inballastdraftconditionthanothertypesofships.Mostconventionalalgorithmswhichbasedonthesteady-stateareconservative.Incomparewiththerealballasttime,thecalculatedresultsofmostconventionalalgorithmsareexcessive.Soit’snecessaryforustohaveasimulatio