本文關(guān)鍵詞：沉船打撈軟件框架平臺(tái)搭建及計(jì)算原理研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著造船業(yè)、海洋運(yùn)輸業(yè)、海洋油氣業(yè)、海洋工程建筑業(yè)、濱海旅游業(yè)及捕撈養(yǎng)殖業(yè)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,遇險(xiǎn)船舶的噸位也越來(lái)越大。大噸位沉船打撈需要使用大量的資源,如何制定出高質(zhì)量的方案,以確保資源的合理使用是作業(yè)成功的關(guān)鍵。應(yīng)急打撈作業(yè)要求時(shí)間盡可能短,對(duì)打撈方案制定的時(shí)間提出更高的要求。因此,如何在較短的時(shí)間內(nèi)制定出高質(zhì)量的打撈方案是提升我國(guó)打撈作業(yè)能力的關(guān)鍵。目前國(guó)外已經(jīng)在打撈作業(yè)中大量使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)提高工作效率,我國(guó)船舶與海洋工程計(jì)算分析技術(shù)起步較晚,沒(méi)有高集成度的一體化監(jiān)控平臺(tái),在打撈工程計(jì)算方面劣勢(shì)較為明顯。在沉船打撈工程中常用到的計(jì)算軟件包括靜水力計(jì)算軟件GHS,有限元分析軟件ANSYS以及船舶水動(dòng)力分析軟件HydroStar。GHS主要是進(jìn)行沉船擱坐力計(jì)算以及穩(wěn)性分析,ANSYS主要是進(jìn)行船舶整體和局部強(qiáng)度校核,HydroStar主要是對(duì)沉船最后的拖航進(jìn)行水動(dòng)力分析。這三款軟件在打撈工程計(jì)算中有著各自的優(yōu)勢(shì),然而也存在著一些需要改善的方面,包括：(1)GHS在建立船舶模型時(shí),需要通過(guò)手動(dòng)輸入型值數(shù)據(jù)來(lái)建立船舶的船體模型,然后通過(guò)手動(dòng)輸入各艙室的位置信息來(lái)進(jìn)行艙室的建模,這樣導(dǎo)致建模過(guò)程較為繁瑣,耗時(shí)耗力。(2) ANSYS進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí),需要輸入GHS計(jì)算的結(jié)果,包括沉船截面剪力和彎矩、沉船擱坐力、扳正力以及起吊力等數(shù)據(jù),而ANSYS與GHS之間沒(méi)有數(shù)據(jù)接口,因此ANSYS采集GHS計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)只能通過(guò)手動(dòng)操作,耗時(shí)耗力；同時(shí)頻繁的在兩款軟件之間切換計(jì)算,也會(huì)影響工程技術(shù)人員的工作效率。(3) HydroStar進(jìn)行船舶水動(dòng)力分析時(shí),需要船舶的水動(dòng)力模型以及艙室的裝載情況等信息。如果能解決它與ANSYS以及GHS軟件之間的數(shù)據(jù)交流問(wèn)題,必將節(jié)省大量時(shí)間。針對(duì)以上問(wèn)題,本文進(jìn)行了如下的工作：(1)根據(jù)打撈工程的基本過(guò)程建立沉船打撈流程圖。(2)根據(jù)流程圖,利用VB搭建沉船打撈軟件框架平臺(tái),將GHS、ANSYS和HydroStar三款軟件集成到一個(gè)平臺(tái)中。(3)根據(jù)沉船打撈計(jì)算原理,利用VB和ANSYS參數(shù)化語(yǔ)言命令流APDL對(duì)軟件框架平臺(tái)中軟件之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)GHS的快速建模,研究出ANSYS調(diào)用GHS數(shù)據(jù)結(jié)果并進(jìn)行計(jì)算的方法。(4)通過(guò)分析一個(gè)沉船打撈工程實(shí)例,驗(yàn)證軟件框架平臺(tái)的科學(xué)性。通過(guò)本文的研究,可以得到以下結(jié)論：1)根據(jù)沉船打撈步驟以及所需要的計(jì)算與校核,搭建出平臺(tái)框架流程圖,流程圖中所涉及的內(nèi)容較為合理的符合沉船打撈工程的具體流程,可行性較高。2)根據(jù)平臺(tái)框架流程圖搭建出軟件框架平臺(tái),其所包含的5個(gè)模塊在前后順序上完全符合打撈工程實(shí)際設(shè)計(jì)步驟,實(shí)現(xiàn)了將打撈工程方案設(shè)計(jì)集成于一個(gè)軟件框架平臺(tái)上的預(yù)期。3)對(duì)軟件框架平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了VB編程語(yǔ)言控制船舶型值表的讀取與AutoCAD的快速建模,并通過(guò)解決AutoCAD與GHS之間的數(shù)據(jù)接口問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了GHS的快速建模,達(dá)到了節(jié)省時(shí)間的目的；可以通過(guò)APDL語(yǔ)言命令流對(duì)GHS于ANSYS之間的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),達(dá)到ANSYS利用GHS計(jì)算結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度校核的目的；通過(guò)分析HydroStar、GHS以及ANSYS的數(shù)據(jù)類(lèi)型,實(shí)現(xiàn)了ANSYS模型轉(zhuǎn)化為HydroStar模型以及HydroStar利用GHS的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行水動(dòng)力分析。4)通過(guò)一個(gè)打撈工程實(shí)例,驗(yàn)證了軟件框架平臺(tái)的可行性與實(shí)用性,實(shí)現(xiàn)了將打撈工程方案設(shè)計(jì)集成于一個(gè)軟件平臺(tái)的目的。
【關(guān)鍵詞】：沉船打撈 計(jì)算原理 軟件框架平臺(tái) 二次開(kāi)發(fā)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U676.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題背景與研究意義13-16
• 1.1.1 課題背景13-16
• 1.1.2 研究意義16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容21-22
• 第二章 沉船打撈的基本力學(xué)理論22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 沉船扳正力計(jì)算理論22-24
• 2.3 沉船起吊力計(jì)算理論24-26
• 2.4 沉船打撈強(qiáng)度分析理論26-28
• 2.4.1 沉船打撈中船體總縱強(qiáng)度分析理論26-28
• 2.4.2 沉船打撈工程中船體局部強(qiáng)度分析方法28
• 2.5 船舶破艙穩(wěn)性計(jì)算理論28-31
• 2.6 船舶水動(dòng)力計(jì)算理論31-34
• 2.7 本章小結(jié)34-35
• 第三章 沉船打撈軟件框架平臺(tái)的搭建35-69
• 3.1 打撈工程常用軟件35-52
• 3.1.1 靜水力軟件GHS35-41
• 3.1.2 有限元軟件ANSYS41-44
• 3.1.3 水動(dòng)力分析軟件HydroStar44-52
• 3.2 平臺(tái)框架流程圖的搭建52-59
• 3.2.1 沉船模型的建立52-53
• 3.2.2 沉船打撈重量的計(jì)算53
• 3.2.3 沉船扳正設(shè)計(jì)53
• 3.2.4 沉船起浮設(shè)計(jì)53-54
• 3.2.5 沉船穩(wěn)性分析54-56
• 3.2.6 沉船水動(dòng)力分析56
• 3.2.7 平臺(tái)框架流程圖56-59
• 3.3 軟件框架平臺(tái)的搭建59-68
• 3.3.1 沉船打撈重量計(jì)算模塊60-62
• 3.3.2 扳正點(diǎn)強(qiáng)度校核模塊62-63
• 3.3.3 起浮設(shè)計(jì)模塊63-65
• 3.3.4 沉船浮態(tài)和穩(wěn)性分析模塊65-66
• 3.3.5 沉船水動(dòng)力分析模塊66-68
• 3.4 本章小結(jié)68-69
• 第四章 軟件框架平臺(tái)數(shù)據(jù)接口的實(shí)現(xiàn)69-94
• 4.1 AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)工具69-71
• 4.1.1 訪問(wèn)AutoCAD應(yīng)用程序?qū)ο?/span>70
• 4.1.2 訪問(wèn)AutoCAD從屬對(duì)象70-71
• 4.2 ANSYS的二次開(kāi)發(fā)工具71-79
• 4.2.1 APDL語(yǔ)言中參數(shù)的使用72-74
• 4.2.2 APDL語(yǔ)言中宏的使用74-77
• 4.2.3 APDL控制程序的流程77-79
• 4.3 利用AutoCAD開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行建模79-91
• 4.3.1 型值表的讀取80-85
• 4.3.2 啟動(dòng)AutoCAD主程序的VB語(yǔ)言85-86
• 4.3.3 AutoCAD繪制船體型線86-90
• 4.3.4 船體橫剖線AutoCAD圖形轉(zhuǎn)化為GHS模型90-91
• 4.4 利用ANSYS二次開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行計(jì)算91-93
• 4.4.1 有限元模型的建立91
• 4.4.2 加載的APDL語(yǔ)言命令流91-93
• 4.5 本章小結(jié)93-94
• 第五章 框架平臺(tái)在沉船打撈工程中的應(yīng)用實(shí)例94-111
• 5.1 沉船打撈重量的計(jì)算94-97
• 5.1.1 沉船GHS模型的建立94-96
• 5.1.2 沉船打撈重量計(jì)算96-97
• 5.2 沉船扳正設(shè)計(jì)97-102
• 5.3 沉船起浮設(shè)計(jì)102-104
• 5.4 沉船調(diào)載與穩(wěn)性校核104-106
• 5.5 沉船水動(dòng)力分析106-110
• 5.6 本章小結(jié)110-111
• 第六章 總結(jié)和展望111-113
• 6.1 論文總結(jié)111-112
• 6.2 工作展望112-113
• 參考文獻(xiàn)113-116
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文116-117
• 致謝117

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本文編號(hào)：916162