近年来,随着全球低碳经济发展,船舶大型化发展趋势已经成为造船界和航运界的共识,大吨位船舶不断增多,海上应急抢险打捞形势愈加严峻,一旦出现这种大吨位船舶在我国港区或主航道沉没,因打捞能力不足,将会出现“一船沉没、全港瘫痪”的状态。为了应对可能出现的危机,国内各打捞局和相关企业开始采用液压同步提升这项新技术进行沉船打捞作业。然而,目前实际应用液压同步提升技术时还存在一定的缺陷。在沉船打捞过程中,海上作业船舶会受到海水波浪的影响而上下浮动,这会造成单根钢丝绳受力过大甚至断裂,导致打捞工作失败。本文基于船舶水动力学相关理论,通过分析随机波浪数学模型、船舶随波浪运动和液压同步提升打捞系统负载时域变化,对液压同步提升打捞系统中的工程驳船和沉船运动、受力(力矩)情况进行数值计算研究。本文第一章阐述了基于液压同步提升打捞技术的船舶运动及系统负载的研究背景,论证了本文研究内容的理论意义及工程实用价值。同时总结和归纳了液压同步提升技术在沉船打捞案例中的应用、船舶负载和运动特性的建模、波浪规律和波浪载荷、陆地上液压同步提升技术的研究、船舶在波浪中的运动响应以及船舶系泊系统动力响应等关联性课题的研究现状。本文第二章应用规则波和不规则波理论,以三维势流理论为基础,用数学方法对不规则波的波浪运动进行合理描述,模拟了海洋中的波浪环境,并介绍了波浪分析的长短期统计方法。本文第三章应用船舶运动的频域理论,建立打捞工程船在波浪中的频域运动方程,并介绍了方程的求解方法,对于六自由度运动中的升沉运动做了重点分析。以烟台打捞局的新型12000t抬浮力驳船为模型,在水动力分析软件Hydro Star中进行了计算,根据谱分析法得出了不同海况下该驳船打捞过程中的升沉运动幅值。本文第四章在上述频域理论的基础上,研究了打捞工程船在波浪中的时域运动规律,给出了时域运动的一般方程。同样以烟台打捞局的新型12000t抬浮力驳船为模型,在Ariane软件中进行了3小时的时域计算,得出了不同海况下该驳船打捞过程中的升沉运动幅值,并且把计算结果同谱分析法得出的计算结果进行了对比分析。本文第五章在上述工程船随波浪运动响应分析结果的基础上,对同步提升打捞系统的负载进行了时域分析。首先对沉船的受力和力矩进行了理论分析,接着输入12000t抬浮力工程驳船在波浪中升沉和纵摇运动的数据,以理论分析方程为基础,在Matlab中通过函数模块对液压同步提升系统进行负载时域计算,输出“世纪之光”号沉船在水下的升沉加速度、沉船的角加速度和钢丝绳拉力变化的时域结果。这些负载输出结果可以为液压同步提升打捞系统的波浪补偿装置的研制提供数据参考,避免出现作业船舶受波浪影响的上下浮动和提升钢丝绳受力过大问题。