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基于水动力特性的新型起重船主尺度优化设计研究

作　者: 郭学龙
导　师: 徐慧
学　校: 天津大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 新型起重船水动力特性主尺度优化设计双浮体
分类号: U674.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

新型起重船包含两个船体和两个门子形吊架，结构形式与传统类型的起重船完全不同。特殊的结构形式使得该船的恶劣海况适应能力和工作效率等方面具有很大的优势，得到海洋工程界广泛的关注。在研发设计工作之初，分析该船在起重作业下的运动特点以及主尺度参数对其水动力特性的影响，以优化主尺度参数，使设计船具有良好的技术经济性能具有重要意义。由于目前国内尚无该种新型起重船的相关研究，再加国外公司的技术封锁等原因，使我们的研究面临很大的困难。本文参考常规船舶设计的思想方法，结合该新型起重船结构形式与使用要求的特殊性，初步提出了若干组初始设计方案，作为后续分析的基础；基于铰接多刚体运动理论来分析整体系统的运动问题，在以三维势流理论求解船体上的波浪作用力时考虑两个船体之间的水动力干扰作用；采用ANSYS--AQWA分析新型起重船在波浪下的运动问题，用AQWA-LINE模块进行规则波下的频域分析，以此来探讨主尺度参数对于水动力特性的影响情况，以各自由度的RAO幅值最大值为判断指标，采用加权排序法综合考虑各方案的运动性能的优劣，选取前三组；用AQWA-DRIDT模块分析在起重15000吨时候运动响应问题，结合有关规范和实际海上起重作业经验，综合考虑船体、吊架、吊物系统的运动，探索性的提出该新型起重船的作业运动限制指标，并以此评价该三组设计方案的海况适用性情况。研究表明，在波浪作用下吊架的运动幅值要远小于船体的运动，同时在迎浪情况下系统的运动幅值要小于横浪与斜浪情况。综合考虑各初始设计方案的频域运动特性及海具体海况下的时域运动响应情况，认为F4与G2的综合运动性能较好，可以作为后续研究的基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
第一章绪论  6-14
  1.1 课题背景及意义  6-7
  1.2 新型起重船简介  7-9
  1.3 研究现状综述  9-11
  1.4 本文主要内容  11-14
第二章新型起重船主尺度优化设计  14-25
  2.1 船舶设计决策理论  14-16
  2.2 新型起重船作业运动指标  16-17
  2.3 新型起重船主尺度设计  17-21
  2.4 新型起重船优化设计决策  21-25
第三章新型起重船水动力分析理论  25-32
  3.1 铰接多刚体系统运动问题  25-26
  3.2 船体波浪载荷求解问题  26-32
第四章新型起重船水动力特性研究  32-47
  4.1 ANSYS-AQWA 分析软件介绍  32
  4.2 新型起重船水动力分析模型  32-33
  4.3 规则波下水动力特性  33-44
  4.4 船体主尺度设计优化  44-47
第五章新型起重船作业适用性研究  47-55
  5.1 时域运动分析模型  47-48
  5.2 起重作业环境条件  48-49
  5.3 起重作业适用性分析  49-55
第六章总结与展望  55-57
  6.1 全文总结  55-56
  6.2 研究展望  56-57
参考文献  57-60
发表文章和参加科研情况说明  60-61
致谢  61

基于水动力特性的新型起重船主尺度优化设计研究

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