柔性靠泊系统结构试验研究

论文摘要

近海半潜式柔性靠泊平台是一种新型的靠泊形式,平台通过变位吸能起到靠泊过程中的缓冲吸能作用,所以具有传统的刚性靠泊平台所不具备的优势与特点。本文根据浮体受力特性,推导了平台的非线性运动方程,并且结合实际工程情况,对半潜式靠泊平台进行了试验分析,对靠泊相关的船速、载度、波浪等要素进行了分析,研究了各参数对柔性靠泊系统的影响规律,结合传统的刚性靠泊进行了对比分析,得出柔性靠泊系统的优势。对于半潜式柔性靠泊系统目前还尚未形成成熟的理论及规范,而且船舶利用柔性浮体系统靠泊的撞击能的计算也没有现成的方法,所以通过试验数据分析是目前最为有效的途径。通过试验可以发现,船速、载度、波浪都对平台的响应具有很大的影响:平台响应(平台位移、加速度、护舷撞击力)随船速的增加而增大,当船速由7链增加到10链时,位移增幅最高可达120%,静水中以10链船速靠泊平台位移最大值可达6.6m,波浪中最大位移达到10.9m,并确定出靠泊船速应当控制在4链至10链之间;平台响应随载度的增加而增大,顶浪靠泊时满载工况下要比空载工况下位移增幅112.61%,护舷撞击力增幅160%;波浪下靠泊则同波向角有很大关系,顶浪靠泊由于波浪的作用平台的各项参数要大幅度小于随浪靠泊,随浪靠泊平台位移对比顶浪增幅最高可达到167%,最大护舷撞击力增幅834.84%,是极端不利的靠泊工况;试验中将平台与传统的刚性靠泊系统进行了对比,结果表明柔性平台护舷撞击力一般为刚性平台的50%以下。论文通过对试验结果分析、归纳、总结,对工程实践具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外靠泊水平现状
• 1.2.1 目前国内外港口靠泊相关规范
• 1.2.2 对于浮体平台的一些理论研究进展
• 1.2.3 提高靠泊能力所采取的一些工程实例
• 1.3 本文主要工作及研究意义
• 1.3.1 本文主要工作
• 1.3.2 论文研究意义
• 第二章 柔性靠泊系统理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 流体基本方程
• 2.3 波浪作用下浮体响应理论
• 2.3.1 线性波浪理论
• 2.3.2 大尺度浮体的波浪载荷
• 2.3.3 附加质量系数及阻尼系数
• 2.4 浮体模型简化的非线性微分方程
• 第三章 柔性靠泊系统试验情况介绍
• 3.1 试验相似理论
• 3.2 试验水槽及造波机介绍
• 3.3 试验所用设备介绍
• 3.3.1 六通道电荷放大器
• 3.3.2 网络数据采集仪
• 3.3.3 试验模型及其他各类设备
• 3.4 试验组次安排
• 第四章 靠泊试验数据分析
• 4.1 数据分析滤波原理
• 4.1.1 离散傅立叶变换数据处理原理
• 4.1.2 快速傅立叶变换
• 4.1.3 利用快速傅立叶变换滤波的条件
• 4.2 无波浪条件下柔性靠泊系统响应分析
• 4.2.1 空载工况下靠泊船速影响系统响应分析
• 4.2.2 满载工况下靠泊船速影响系统响应分析
• 4.2.3 无波浪刚性与柔性靠泊对比试验分析
• 4.3 波浪条件下柔性靠泊系统响应分析
• 4.3.1 波浪作用下柔性靠泊试验船速影响分析
• 4.3.2 波浪作用下柔性靠泊试验载度影响分析
• 4.3.3 柔性靠泊试验波浪影响分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 半潜式柔性靠泊系统在各工况下响应规律总结
• 5.2 今后所需完善的工作及对未来的展望
• 5.2.1 本文所需完善的工作
• 5.2.2 对未来的展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢