基于动力定位方法的浮托安装时域模拟与模型试验研究

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1、申请上海交通大学硕士学位论文基于动力定位方法的浮托安装时域模拟与模型试验研究硕士生：邱荷珍专业：船舶与海洋结构物设计制造导师：王磊副教授上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院二零一五年一月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeSTUDYONTIMEDOMAINSIMULATIONANDMODELTESTOFFLOAT-OVERINSTALLATIONBASEDONDPSYSTEMCandidate:QIUHezhenSupe

2、rvisor:AssociateProf.WANGLeiSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStructureNavalArchitecture,OceanandCivilEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityJanuary,2015上海交通大学硕士学位论文摘要随着海洋工程技术的应用与发展，动力定位系统因其不受水深限制而逐渐应用在海洋资源开发作业的各个领域中。挖泥船、铺管船等船舶需要精准的定位和轨

3、迹跟踪。动力定位浮托安装以节约需要投入的支持工程船舶数量，降低浮托安装风险，扩大气候窗口，节约极为可观的时间、人力和物力成本等优势成为海洋工程浮托安装领域中的一项新技术。本文首先对动力定位系统进行简单介绍，同时详细介绍其时域模拟原理；理顺了船舶轨迹跟踪的相关理论和研究进展，对一艘全驱动船舶进行轨迹跟踪时域分析，研究船舶初始水平位置和艏向角对轨迹跟踪精度的影响；随后在动力定位时域模拟程序中增加对护舷碰撞力的计算，对动力定位浮托安装进船过程进行时域模拟；最后以惠州25-8DPP组块动力定位浮托安装为例，分别对动力定

4、位浮托安装中的待命就位、进船和退船多种状态下的浮托安装系统的动力响应和特性进行了模型试验研究。试验中，对驳船、导管架、组块以及护舷靠垫进行了精确模拟，分析测量到的驳船与组块六自由度运动以及它们之间的相互作用力、动力定位推力系统消耗功率等数据，对动力定位浮托安装的现场安装设计与施工提供模型试验参考资料。关键词：动力定位系统、轨迹跟踪、时域模拟、动力定位浮托安装I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeapplicationanddevelopmentofoceanengineeringandtech

5、nology,dynamicpositioning(DP)systemhasbeenwidelyusedinvariousapplicationsofoceanengineeringbecauseoftheapplicationofDPsystemcannotbeconstrainedbywaterdepth.Thevesselssuchasdredgeandpipe-lyingshipsrequireDPsystemachievedmoreprecisepositioningevendynamictracki

6、ng.What’smore,usingDPsystemtoassistthefloat-overinstallationbecomeanewmethodtoinstalltheplatform.Thetime-domainsimulationmethodhavebeenstudiedandthesimulatetrackingandthehorizontaloffsetaswellastheyawoftheshipareanalyzed.Andtheeffectofdifferentoriginalpositi

7、onsondynamictrackingisdiscussed.Itisshowthatdynamictrackingwithaninitialhorizontaloffsetcanbeachieved.Thesecondpartisconcernedwithsimulationoffloat-overinstallationexecutedbyadynamicallypositioningbarge,wherethecalculationofcollisionforcebetweenhullandfender

8、wascoupledbythemotionofthebarge.Finally,aseriesofcomprehensivemodeltestsarecarriedouttoinvestigatethedynamicresponseofthefloat-oversystemusedinHuizhou25-8platforminstallation.Themodelsforthebarg