本文關(guān)鍵詞：鋪管船運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析及系泊系統(tǒng)研究

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【摘要】：為了最大程度提高船舶的利用率,本文以一艘設(shè)計(jì)鋪設(shè)管線水深為40m的錨泊定位鋪管船為研究對(duì)象,它成功完成銅鼓航道管道鋪設(shè)項(xiàng)目后,為了對(duì)其重復(fù)使用,研究其是否滿足更深水域的作業(yè)能力,本文分析了該鋪管船在東海海域提升鋪管作業(yè)水深時(shí)的錨泊能力,具體的研究工作如下:(1)以三維無航速頻域范圍內(nèi)的勢(shì)流理論為基礎(chǔ),計(jì)算了鋪管船的附加質(zhì)量,勢(shì)流阻尼等水動(dòng)力參數(shù),得到船體六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的RAO,以及對(duì)應(yīng)的一階二階波浪力傳遞函數(shù),以及對(duì)鋪管船運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的短期統(tǒng)計(jì)和短期預(yù)報(bào)的計(jì)算。(2)建立船鋪管船系泊系統(tǒng)模型,分析了鋪管船系泊系統(tǒng)性能,首先計(jì)算了六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的衰減曲線,考慮了不同波浪入射方向時(shí)鋪管船的運(yùn)動(dòng)和錨鏈張力的時(shí)歷曲線,討論不同的系泊布置方案,不同纜繩長度對(duì)系泊系統(tǒng)性能的影響,計(jì)算了不同海況下鋪管船系泊系統(tǒng)的性能,得到允許的最大海況。(3)計(jì)算托管架的存在對(duì)船體水動(dòng)力性能的影響,船體運(yùn)動(dòng)對(duì)管道受力的影響,船體及系泊系統(tǒng)受到不同環(huán)境方向下管道及不同管道懸垂段長度,管道上端張應(yīng)力的影響。主要得到的結(jié)論有以下幾點(diǎn):(1)船體頻域范圍內(nèi)垂向運(yùn)動(dòng)固有周期為7.5s(垂蕩),6.3s(橫搖),11.2s(縱搖);短期預(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)最大值垂蕩為0.28m,橫搖3.5°,縱搖0.15°。(2)縱蕩、橫蕩和首搖運(yùn)動(dòng)以低頻能量為主,垂蕩、橫搖和縱搖運(yùn)動(dòng)以波頻能量為主,錨鏈?zhǔn)艿降膹埩Φ皖l部分為主。不同的系泊布置方式下船體運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值不同,鋪管船作業(yè)的最大海況波高要小于2.5m,要避免遭遇橫浪方向的工況。(3)船體的平移運(yùn)動(dòng)對(duì)管道受力影響作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于船體搖蕩所引起的管道受力變化,管道的增加與否對(duì)船體的運(yùn)動(dòng)及錨鏈張力產(chǎn)生了較大的影響,不同環(huán)境入射方向管道對(duì)船體系泊系統(tǒng)引起不同程度影響,且管道懸垂段的不同長度對(duì)鋪管船縱蕩運(yùn)動(dòng)和錨鏈張力產(chǎn)生較大的影響。管道上端張力主要是改變了船體的縱蕩方向的平衡位置,并且對(duì)錨鏈張力的影響作用較大。
【關(guān)鍵詞】：鋪管船 系泊系統(tǒng) 海底管道 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.34
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第一章 緒論13-26
• 1.1 課題研究背景13-14
• 1.2 鋪管船的基本介紹14-17
• 1.2.1 鋪管船的鋪管系統(tǒng)14-15
• 1.2.2 不同形式的鋪管船15-17
• 1.3 鋪管船常見的不同形式的鋪管方法17-20
• 1.4 國內(nèi)外鋪管船現(xiàn)狀20-23
• 1.4.1 國內(nèi)鋪管船現(xiàn)狀20-21
• 1.4.2 國外鋪管船現(xiàn)狀21-23
• 1.5 鋪管船的水動(dòng)力研究進(jìn)展23-24
• 1.6 本文研究內(nèi)容24-25
• 1.7 本章小結(jié)25-26
• 第二章 波浪載荷的求解26-37
• 2.1 概述26
• 2.2 坐標(biāo)系定義26-27
• 2.3 控制方程和邊界條件27-28
• 2.4 入射勢(shì)、繞射勢(shì)和輻射勢(shì)的求解28-32
• 2.5 輻射力和繞射力32-33
• 2.6 靜水回復(fù)力的計(jì)算33
• 2.7 船體頻域運(yùn)動(dòng)方程33-34
• 2.8 二階波浪力34-36
• 2.9 本章小結(jié)36-37
• 第三章 鋪管船水動(dòng)力性能研究37-54
• 3.1 鋪管船模型的建立38-40
• 3.2 水動(dòng)力系數(shù)40-43
• 3.3 鋪管船的頻率響應(yīng)函數(shù)43-46
• 3.4 一階波浪力傳遞函數(shù)46-47
• 3.5 鋪管船的短期統(tǒng)計(jì)和短期預(yù)報(bào)47-52
• 3.6 二階平均波浪力傳遞函數(shù)52-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第四章 鋪管船系泊時(shí)域耦合數(shù)值分析54-80
• 4.1 概述54
• 4.2 鋪管船鋪管作業(yè)環(huán)境載荷54-62
• 4.2.1 風(fēng)載荷54-56
• 4.2.2 流載荷56-57
• 4.2.3 不規(guī)則波浪序列57-58
• 4.2.4 波浪力時(shí)歷58-59
• 4.2.5 系泊系統(tǒng)的計(jì)算59-62
• 4.2.6 時(shí)域范圍內(nèi)的耦合運(yùn)動(dòng)方程62
• 4.3 時(shí)域耦合分析計(jì)算模型62-65
• 4.3.1 系泊系統(tǒng)的參數(shù)62-64
• 4.3.2 鋪管船系泊系統(tǒng)六自由度的固有周期64-65
• 4.4 不同環(huán)境方向?qū)︿伖艽挡聪到y(tǒng)的影響65-74
• 4.4.1 鋪管船不同浪向的運(yùn)動(dòng)時(shí)歷66-70
• 4.4.2 錨鏈張力響應(yīng)時(shí)歷70-74
• 4.5 鋪管船系泊系統(tǒng)的高低頻響應(yīng)74-75
• 4.6 系泊參數(shù)對(duì)對(duì)系泊性能的影響75-78
• 4.6.1 不同系泊布置方式對(duì)系泊性能的影響75-77
• 4.6.2 錨鏈長度對(duì)系泊系統(tǒng)的影響77-78
• 4.7 鋪管船允許作業(yè)的最大海況78-79
• 4.8 本章小結(jié)79-80
• 第五章 托管架及管道與船體系泊系統(tǒng)的相互作用80-94
• 5.1 概述80-81
• 5.2 托管架對(duì)船體水動(dòng)力性能的影響81-83
• 5.3 船體運(yùn)動(dòng)對(duì)管道的影響83-88
• 5.4 管道對(duì)船體系泊系統(tǒng)性能的影響88-93
• 5.4.1 管道上端張力對(duì)系泊系統(tǒng)的影響88-89
• 5.4.2 不同環(huán)境方向下管道對(duì)對(duì)系泊系統(tǒng)的影響89-91
• 5.4.3 管道不同懸垂段長度對(duì)系泊系統(tǒng)的影響91-93
• 5.5 本章小結(jié)93-94
• 第六章 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 本文研究工作總結(jié)94-95
• 6.2 論文工作的展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 致謝100-101
• 碩士期間研究成果101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1124556