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在海洋工程建设过程中,起重船已经成为必不可少的重要工程作业船舶,其中双吊起重船由于出色的起重能力及作业稳定性的应用愈发广泛,但相比单吊臂起重船,双吊起重船的动力学特征更为复杂,尤其是吊物系统的组成成分双吊臂与吊物的耦合过程使施工作业控制难度增加。本文以双吊起重船作为研究对象,分析了其风流载荷的影响,并在此基础上对双吊系统、起重船及其锚泊系统的多系统耦合进行了系统分析,达到对双吊起重船作业的运动响应预报目的,不但能够保障海上起重吊装作业的安全性,还能够对吊物就位的效率大大提高。
基于船舶运动学及动力学理论建立了双吊起重船的六自由度数学模型,依次对其静水回复力、阻尼力、波浪力结合水动力进行了理论分析。基于耐波性原理,分析了双吊起重船的附加质量和阻尼系数,一阶波浪位移RAOs以及二阶波浪力RAOs。
基于风流载荷理论,建立起重船风流载荷数学模型,利用CATIA完成船体三维模型建立,并通过开源CFD软件开发建立数值模拟风洞对模型进行数值仿真,与船模风洞试验数据做对比,归纳了载荷系数特征,并验证了数值模拟方法的可靠性。
基于拉格朗日力学及牛顿第二定律,建立六自由度的长方体吊物数学模型,并引入风载荷对双吊系统的动力响应,利用高阶龙格-库塔方法对双吊动力学方程进行MATLAB程序编译求解。相较过往的球摆模型或平面运动,更贴近真实情况下海上双吊的实际工程环境状况,能够较好的反应真实作业过程中的双吊运动特性。在对双吊系统动力学特征的影响因素分析中,分别对起重速度、双吊绳长度和差速起重作业对两吊绳的激励作用进行研究,得到两吊绳的吊物的转角和两吊绳各自的动张力的特征结果。
基于船舶动力学理论,对在外环境载荷作用下的起重船-双吊系统-锚链多系统耦合动力学模型进行建立,并通过MATLAB/Simulink编程对双吊起重船多系统耦合数值实时仿真分析。分析了在不同的浪向、不同的海况和双吊不同步起重作业情况下,对起重船和双吊系统的运动响应结果进行对比分析并总结其影响规律。
基于船舶运动学及动力学理论建立了双吊起重船的六自由度数学模型,依次对其静水回复力、阻尼力、波浪力结合水动力进行了理论分析。基于耐波性原理,分析了双吊起重船的附加质量和阻尼系数,一阶波浪位移RAOs以及二阶波浪力RAOs。
基于风流载荷理论,建立起重船风流载荷数学模型,利用CATIA完成船体三维模型建立,并通过开源CFD软件开发建立数值模拟风洞对模型进行数值仿真,与船模风洞试验数据做对比,归纳了载荷系数特征,并验证了数值模拟方法的可靠性。
基于拉格朗日力学及牛顿第二定律,建立六自由度的长方体吊物数学模型,并引入风载荷对双吊系统的动力响应,利用高阶龙格-库塔方法对双吊动力学方程进行MATLAB程序编译求解。相较过往的球摆模型或平面运动,更贴近真实情况下海上双吊的实际工程环境状况,能够较好的反应真实作业过程中的双吊运动特性。在对双吊系统动力学特征的影响因素分析中,分别对起重速度、双吊绳长度和差速起重作业对两吊绳的激励作用进行研究,得到两吊绳的吊物的转角和两吊绳各自的动张力的特征结果。
基于船舶动力学理论,对在外环境载荷作用下的起重船-双吊系统-锚链多系统耦合动力学模型进行建立,并通过MATLAB/Simulink编程对双吊起重船多系统耦合数值实时仿真分析。分析了在不同的浪向、不同的海况和双吊不同步起重作业情况下,对起重船和双吊系统的运动响应结果进行对比分析并总结其影响规律。