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动力定位系统发展状况及研究方法 总被引：21，自引：2，他引：21
动力定位系统（Dynamic Positioning System)是一种闭环的控制系统，其采用推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，从而使船尽可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不会随着水深增加而增加，并且操作也比较方便。本文对动力定位系统发展及各组成部分进行了介绍，以期对动力定位系统有个比较完整的认识。 相似文献
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在时域内建立了单锚腿系泊系统在风、浪、流联合作用下动力响应的计算方法。在分析波浪荷载时，使用了设计波法和非线性Stokes五阶波，并由经验公式求出了船舶的风、流荷载作用力。系统的动力初始条件由准静态方法求得。由静态方法得到系泊力后，使用了四阶Runge-Kutta方法求解船舶的运动时历，并作为立管和浮筒动力计算的边界条件。由二维梁柱单元和集中质量法构建了立管和浮简的数学模型，立管的运动方程用Wilson-θ法求解。模拟计算结果和试验结果进行了比较，吻合得较好,表明本方法能够用于计算单锚腿系泊系统的动力响应。 相似文献
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“大洋一号”船的动力定位系统 总被引：1，自引：0，他引：1
随着人类越来越多地涉足于海上,对船舶与海洋平台系泊方式的研究也变得日益重视。由于通常的锚泊方式在深海的应用受到很大限制,因此,不借助于锚泊系统的动力定位系统便应运而生。船舶动力定位系统在20世纪60年代开始初现雏形,在20世纪70年代后期随着计算机技术的发展以及西欧北海油田的需求而获得了长足进步与飞跃发展,至20世纪末期已进入成熟阶段。船舶动力定位系统近年在国外发展十分迅猛,在军民用特种船舶上获得了广泛应用。据不完全统计,在20世纪70年代末期,全世界装备动力定位系统的船舶与海上平台不超过30艘;到2000年底突破了1000艘;… 相似文献
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基于构造矩阵零空间的动力定位系统推力分配方法 总被引：1，自引：0，他引：1
在动力定位系统中,推力分配方法是联系运动控制算法和执行机构的纽带,具有十分重要的意义。回顾目前用于海洋工程船舶动力定位系统的主要推力分配算法,针对动力定位系统中常见的过驱动推力分配问题提出了一种基于船舶推进器构造矩阵零空间的分配算法。该方法将构造矩阵分解为基空间和零空间,目标推力可以由基空间保证;零空间向量并不影响总的目标推力,但影响单台推进器的推力,目标函数可以在零空间上优化。并将这一算法应用于某一工程船的动力定位仿真模拟,对该算法进行了验证。 相似文献
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船舶在随机波浪中操纵运动预报 总被引：1，自引：0，他引：1
将船舶操纵运动模型和船舶耐波性理论结合起来,建立了适用于求解船舶在随机波浪中运动的六自由度数学模型.该模型采用水平随船坐标系,与操纵运动有关的水动力采用经验公式估算;与耐波性相关的水动力除二阶力外采用从频域到时域的方法,其中一阶波浪力通过脉冲响应函数的卷积求取,记忆效应力由时延函数的卷积表示;对于二阶波浪力则只考虑其定常部分.最后,应用该模型对一艘集装箱船在静水、规则波、随机波下的回转运动进行了预报,并就波浪对回转运动的影响做了讨论.认为一阶力对船舶操纵运动影响不明显;在考察波浪对船舶操纵运动的影响,必须考虑二阶力的作用. 相似文献
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采用ECOMSED三维水动力模式，诊断计算了冬季渤海、黄海和东海的近海环流状况，重点分析了黄海暖流的演变过程及其垂直结构，并探讨了黄海暖流的形成机理。结果表明，黄海暖流于12月初步形成，次年2月发展最强盛，3月开始衰退。黄海暖流在表层和次表层（0-30m）并不是一支持续稳定的流，其持续稳定性仅在近底层得到很好的体现。对黄海暖流形成机理的分析表明，压强梯度力、垂向摩擦力和柯氏力占主要地位。在表层及次表层，主要表现为风的正压作用，而在近底层，则由海平面起伏造成的正压梯度力和密度场引起的斜压梯度力形成的总压强梯度力与柯氏力基本平衡，因而黄海暖流可基本认为是准地转流。 相似文献
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《海洋技术学报》2023,(3)
深海中蕴藏着丰富的矿产资源，深海采矿船是深海采矿的重要装备，通过动力定位系统控制采矿船的海上位置，动力定位系统由若干推进器组成。采矿船在海上受到风浪流作用，推进器一旦失效极易发生采矿船运动失控等安全事故，本文研究推进器不同失效方式下动力定位性能，分析推进器不同失效方式动力定位功能的损失。根据势流理论计算波浪载荷，数值模拟深海采矿船不同位置的单个推进器失效和多个推进器失效方式下的时域运动响应，对比各种失效方式对深海采矿船纵荡、横荡、艏摇三个自由度运动的影响，分析各种失效方式对剩余推进器推力的影响。研究结果表明：采矿船空载90°浪向，推进器不同失效模式对于纵荡运动影响远小于对横荡和艏摇运动影响，船艉单推进器失效对于纵荡和艏摇动力定位的影响大于两个推进器失效影响；对于采矿船多自由度运动动力定位两个推进器失效大于单推进器失效影响；一侧两个推进器或两侧推进器同时失效，对动力定位的影响相同，对于横荡运动的影响最大。本文揭示了深海采矿船推进器失效对于采矿船运动的影响程度和机理，对于深海采矿船的安全作业具有指导意义。 相似文献
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This paper develops a nonlinear mathematical model to simulate the dynamic motion behavior of the barge equipped with the portable outboard Dynamic Positioning (DP) system in short-crested waves. The self-tuning Proportional-Derivative (PD) controller based on the neural network algorithm is applied to control the thrusters for optimal adjustment of the barge position in waves. In addition to the wave, the current, the wind and the nonlinear drift force are also considered in the calculations. The time domain simulations for the six-degree-of-freedom motions of the barge with the DP system are solved by the 4th order Runge-Kutta method which can compromise the efficiency and the accuracy of the simulations. The technique of the portable alternative DP system developed here can serve as a practical tool to assist those ships without being equipped with the DP facility while the dynamic positioning missions are needed. 相似文献
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针对张力腿系泊浮式风力机的基础运动,忽略柔性构件的影响,建立气动—水动—系泊非线性耦合运动方程。在运动控制方程中包含张力腿系泊系统的非线性回复刚度,桨距角控制以及浮式基础运动对空气动力载荷的影响。在波浪载荷的计算中考虑二阶波浪载荷的作用。采用随机频率相位角调制法生成畸形波波面时历,计算在畸形波作用下张力腿型浮式风力机的动力响应特性。数值模拟结果表明,在畸形波作用下,浮式基础的运动及空气动力性能均受到了显著的影响。其中浮式基础的纵荡和纵摇运动分别受二阶差频与和频波浪力的影响,而垂荡运动的增加则主要是受下沉运动的影响。在畸形波经过的时刻,风力机的功率系数迅速下降,水平方向的风载荷波动先减小,随后其数值急剧下降,而垂直方向的风载荷波动增大。 相似文献
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为了得到桶基础承受风、浪动荷载的承载性能，结合我国东海地质条件，统计中国东海2010—2020年浅、深海风速和最大海浪数据，通过计算得到风浪荷载并制成ABAQUS软件幅值曲线施加到海上风电吸力桶基础上，分析了吸力桶基础在动荷载作用下的承载特性。结果表明：吸力桶基础受风、浪荷载影响明显，桶基础迎力面受到风浪动荷载产生拉拔现象。在浅海区，桶基础在风浪荷载作用下桶身自上而下变形不协调，风浪荷载最大的10月份桶基础迎力面最大位移超出了规范0.02D的限制，基础失稳；桶基础背力面受压变形较小。在深海区，桶基础在风浪荷载作用下桶身自上而下变形相对协调，施加风浪荷载后桶体迎力面最大位移为14.9 mm，整体上迎力面位移比背力面位移大4 mm，桶体处于稳定状态。相较浅海区的吸力桶单桶结构，深海区吸力桶结构由于尺寸增加，桶体的稳定性得到提高，说明吸力桶结构的尺寸对稳定性起决定性作用。 相似文献
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概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大. 相似文献
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以Spar型浮式风机为研究对象,研究涡激力对于浮式风机系统运动的影响。对多体动力学软件FAST进行二次开发,加入涡激力的计算接口,实现了在平台涡激、波激、空气动力载荷及系泊联合作用下的Spar浮式风机系统的运动响应的计算。计算了在风、浪、流联合作用下,频率锁定现象发生时,Spar基础的运动响应,分析了风浪下Spar风机运动响应的涡激运动特性,并研究了不同的入流角度的影响。结果表明:考虑涡激力后,Spar基础的横荡运动明显增大;风浪流同向时,风浪的存在会抑制流载荷引起的横荡在涡泄频率的运动;在流与风浪垂直时,会激发Spar基础的更大的纵荡运动响应。 相似文献
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The stability of platform structure is the paramount guarantee of the safe operation of the offshore floating wind turbine. The NREL 5MW floating wind turbine is established based on the OC3-Hywind Spar Buoy platform with the supplement of helical strakes for the purpose to analyze the impact of helical strakes on the dynamic response of the floating wind turbine Spar platform. The dynamic response of floating wind turbine Spar platform under wind, wave and current loading from the impact of number, height and pitch ratio of the helical strakes is analysed by the radiation and diffraction theory, the finite element method and orthogonal design method. The result reveals that the helical strakes can effectively inhibit the dynamic response of the platform but enlarge the wave exciting force; the best parameter combination is two pieces of helical strakes with the height of 15%D (D is the diameter of the platform) and the pitch ratio of 5; the height of the helical strake and its pitch ratio have significant influence on pitch response. 相似文献
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A two-degree freedom model for an ALT-tanker system is established corresponding to the pitch of the ALT and the surge of the tanker.Tension in the mooring cable between the ALT and the tanker is represented by an unsymmetrical,piecewise-nonlinear function.Wave load on the tower is evaluated by use of the Morison equation.The first order wave load acting on the tanker is calculated by the linear diffraction theory based on the 2-D Helmholtz equation,and the near field approach of Pinkster is used to evaluate the second order drift force.The dynamic equation of motion is established based on the principle of D'lembert.Dynamic response and cable tension of a mooring system composed of an 88.4 m ALT and a 100000 t grade tanker are calculated.The influence of wave frequency,wave excitation amplitude,wind and current force on ALT-tanker motion and cable tension is discussed. 相似文献