超大型全回转起重船作业过程水动力时域仿真

全回转起重船作业过程中船体和吊物的运动相互耦合,这会对起重船作业造成不利影响。针对起重船船体和吊物的运动特性问题,本文利用AQWA软件以1艘起重能力为12 000 t的超大型全回转起重船为对象建立水动力模型,计算该船在系泊状态下不同吊臂旋转角度、不同环境载荷入射角以及不同吊重时船体和吊物的运动响应并对计算结果进行分析,得到了船体和吊物运动随不同参数变化的规律。计算结果表明,全回转起重船船体和吊物的运动具有很强的相关性。同时对作业过程中环境条件限制和压载水调整提出建议。     

波浪作用下起重船-吊物系统耦合运动响应数值模拟

起重船舶在外海作业时受长周期涌浪的影响,吊物会发生大幅度晃动,严重时会影响施工效率和海上施工安全,为解决该问题,需对起重船-吊物系统在波浪中作业时的耦合运动响应规律进行研究.文章建立起重船-吊物系统的计算模型,通过频域计算分析得到起重船运动响应幅频算子;对起重船-吊物耦合系统进行时域模拟,研究波浪周期和吊绳绳长对吊物及船体运动响应的影响.计算结果表明,吊物是否发生大幅度共振与船体总体参数、波浪周期和吊绳长度有关;吊绳越长,吊绳承受的张力越大;波浪周期对吊绳张力的影响较小;吊物晃动对船体运动响应幅值的影响较小.     

不同吊重下大型回转式起重船的系泊计算

采用MOSES软件计算某大型回转式起重船不同吊重工况下的系泊缆张力及运动响应。通过软件计算结果对比,分析不同吊重形式、风浪流、吊重量、吊距等参数对起重船起吊作业下的系泊缆张力、吊点运动等结果的影响,为今后回转起重船起吊作业的设计方案和施工提供参考。     

吊重作业起重船波浪中的运动响应

利用MOSES计算软件,运用三维势流理论建立起重船系泊状态下的吊重作业计算模型,计算吊重与船的六个自由度的运动,对吊重绕吊臂吊点的摆动进行研究,分析船舶系统的运动特性。在时域计算中,引入风浪流海洋环境条件,使计算条件更加符合工程实际。以一艘起重船为例,选取船体重心和吊物质心为关键点,改变系泊缆预张力,使缆绳张力控制在安全范围内。通过改变起吊要素,分析这些要素对吊重运动及船体运动的影响,以及吊重摆动与船体横摇运动的相互影响。     

全回转起重船多系统耦合运动响应仿真分析

根据运动学基本原理,计入船-吊物、船-锚链耦合影响以及起重船自身受到的外环境载荷,建立船舶多系统运动模型。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,对多系统耦合作用下的船舶运动进行数值分析。分别在不同的遭遇浪向角和不同的吊臂回转角下,对船舶在各自由度上的位移进行比较,得到其对船舶运动参数的影响规律。结果表明:起重船运动过程中因计入多系统耦合影响,自身运动也表现出更为符合实际的运动特性,为准确预报全回转起重船多系统的运动响应提供了更为科学的理论依据。     

水下起吊作业力学特性研究

一种不同于常规的新型起吊方式一水下起吊正被发展中的深海技术考虑采用.文中采用了集中质量法建立了重物一起吊缆动态运动的数学模型,对坐底物品的吸附力特性与机理进行了初步探讨,估算出海底底质对重物的吸附力,讨论了在吊放回收物品过程中由于缆长变化引起的节点变化的数值计算处理方法,给出了边界条件和初始条件.计算模拟与分析了水下起吊整个作业过程,包括:起吊离底、回收物品与吊放物品,得到了每个作业阶段的动态响应与力学特性.     

起重船基座局部强度直接计算方法研究

起重船专供水上作业起吊重物用,在水上工程施工和船舶货物、重件起重等方面得到了广泛的应用。作业时受到的局部集中载荷较大,船体结构受力过程复杂。吊机基座及船体结构局部强度对安全影响较大。文中采用有限元计算软件MSC.Patran/MSC.Nastran对基座及船体结构局部强度进行直接计算,并将计算结果与许用应力值进行比较,证明构件强度满足使用要求,此方法适用于吊机基座局部强度的校核。     

双船浮吊系统在不规则波作用下动力响应研究

基于起重船在风、浪、流等载荷作用下会引起吊物的大幅度摆动,通过建立吊物系统的动力学模型分析浮吊系统在不规则波作用下的运动响应,研究波高、波向、吊放速度以及波长与船长之比等因素对吊物摆角与吊索张力的影响。得到的结论可用于吊物系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

涌浪海域起重船运动响应特性与作业窗口分析

长周期涌浪对船舶耐波性是极大考验,对于作业条件要求严苛的起重船表现尤甚。以涌浪海域施工的起重船为例,采用数值计算方法对运动微分方程求解,并得到标准海浪谱作用下的船体运动幅值预测;与此同时,监测施工海域的波浪参数以及船体运动幅值,并与数值分析得到的结果对比,验证了理论方法预测船舶运动响应的可行性;此外,结合现场施工记录,分析得到了1 000 t起重船作业窗口条件。     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.     

波流联合作用下双船吊装系统的建模与仿真

参考国内外相关文献,结合双船起吊具体施工过程和力学特性,建立双船吊装系统模型。利用大型水动力分析软件OrcaFlex对双船吊装系统的运动响应进行时域求解,分析波流方向、波高、吊放速度以及吊缆拉伸刚度等因素对吊缆张力和吊物运动的影响。分析结果可作为双船吊装系统吊装作业安全性评估的理论依据,对双船吊装系统在海洋工程中的应用具有一定的参考价值。     

Spar平台上部模块就位过程多浮体响应分析

研究多浮体扰动下的海上就位过程时域模拟,建立起重船和Spar平台水动力模型,在频域下求解水动力系数,使用纽马克方法求解包含吊块在内的多浮体时域运动方程.通过研究不同浪向,风速,以及时间节点上的响应,得到了就位过程的安全和危险操作海况.     

横浪海况下"蓝鲸"号起重船吊装上部组块运动响应研究

"蓝鲸"号起重船舶在海上吊装大型上部组块施工过程中,有时受现场条件限制,会出现横浪吊装作业工况,此时组块运动容易偏大,威胁作业的安全,甚至造成设备损坏和人员伤亡事故.本文针对横浪-系泊系统-起重船-吊缆-上部组块复杂耦合系统,开展了数值模拟研究工作,分析吊装组块的运动响应规律和特性.将规则波中运动响应预报结果与水池模型试验结果进行了对比分析,验证了数值模拟的合理性及其精确性,揭示了起重船和吊物的耦合运动机理.针对典型横浪不规则波工况,开展了运动响应预报,并和Noble Denton相关衡准进行了对比,给出了允许施工作业工况的建议.     

基于Workbench的拆解平台单侧起吊过程分析

以半潜式拆解平台为研究对象,基于有限元理论、时域耦合理论和系泊缆动力分析理论,对非对称拆解平台单侧起吊过程进行数值模拟.结果表明:起吊过程中,吊物纵荡与横荡运动趋势与平台运动趋势一致;75°吊臂旋转角时,纵荡运动幅度达到最小,而横荡运动幅度达到最大;起吊至一定高度后,文中对360°吊臂旋转角下的平台运动响应进行了分析,找出了大吊载下的危险工况0,30°,90°,并对平台进行了浮态稳性分析,研究成果供工程人员参考.     

海上吊物六自由度系统动力学特性分析

以海上吊物系统为研究对象，考虑长方体吊物模型六自由度的运动和风载荷，建立广义坐标的第二类拉格朗日方程，并利用高阶的龙格-库塔方法求解该方程。根据牛顿第二定律，推导出吊绳动张力计算公式，对不同吊绳长度、不同起吊速度、不同激励频率时的吊绳摆角、吊物转动角度和动张力进行分析。结果表明，吊绳长度，起吊速度和激励频率的变化均对吊物的摆角和吊绳动张力产生很大影响，吊物的升降对吊绳摆动、吊物转动和吊绳中的动张力有抑制作用，且起升速度越大，对吊物系统的抑制效果越明显，可以通过控制起吊速度和时间来减小吊重的摆动。当激励频率接近于吊物系统特征频率时，会出现共振现象，因此起吊作业中需要选择合适的吊索长度以避开共振区。     

起吊系统在规则波作用下动态仿真分析

以起重船在海上起吊作业为背景,建立了吊重系统三维非线性运动学模型。分析了吊重系统在规则波作用下的摆动特性。采用数值仿真软件对时域非线性分析进行求解,讨论了波向、波浪频率以及升降速度对吊重摆角和吊索张力的影响。得到的结论可用于吊重系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

船吊系统大幅运动的分析方法

船吊系统应用广泛,船吊的设计对船、吊及吊物的安全性能有重要的影响。为了改进船吊系统的设计方法,综合考虑船体与吊物、船体与流体的相互影响,建立了基于稳定约束的船吊大幅运动数学模型,并给出了数值计算方法及相应的离散格式。该分析方法可用于船吊系统的评估,也可用于减摆机构的设计。算例表明,该方法可正确预报船吊大幅运动的特性,并满足工程应用精度的要求。     

基于AQWA的起重船打捞作业安全性分析

起重船是沉船打捞作业的主力装备之一,其在水上作业的安全性需要高度重视。为了更加准确、有效地评估起重船打捞作业安全性,本文考虑起重船压载水分配以及沉船耦合作用对起重船运动响应的影响,并基于多体水动力学软件AQWA对沉船起吊过程进行了数值仿真,分析了1000t全回转起重船"长天龙"号在沉船打捞作业中的运动响应,提出了一种起重船起浮沉船的打捞作业安全评估方法。     

海底管线平管起吊的参数灵敏度

参考平管起吊相关研究,结合相关工程项目,确定舷吊位置、浮筒位置和浮筒间距为主要设计参数。利用大型水动力软件OrcaFlex建立海底管线平管起吊模型,分析管线的运动响应及吊绳张力的时间历程变化,研究管道的有效张力和曲率及舷吊张力对不同总体布置参数的敏感性和变化规律。     

起重船吊重跌落后的动静稳性分析

吊重跌落是起重船作业中可能遇到的严重事故.研究了吊重跌落这种极限载况对起重船舶浮态、静稳性及动稳性等性能的影响.首先建立冲击外力矩作用下船舶横摇运动数学模型,对不同旋转角度下吊重跌落后船舶横摇运动进行仿真.其次介绍BV规范和RINA规范对起重船作业过程中吊重跌落后的稳性衡准要求.最后以某实际起重船为例,分别计算两种典型载况下吊重跌落前后船舶的浮态变化和静稳性校核,实现了吊重跌落后该船的横摇运动仿真.计算结果可为该类工程船的合理设计与安全作业提供理论依据.