[發明專利]一種在進船階段浮托安裝作業模型建模仿真方法有效
| 申請號： | 201710454807.6 | 申請日： | 2017-06-16 |
| 公開（公告）號： | CN107423486B | 公開（公告）日： | 2020-09-11 |
| 發明（設計）人： | 昝英飛;郭智;袁利毫;劉旸;李新飛;周桐;馬悅生;黃闊;周傲;黃湉 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工程大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 階段 安裝 作業 模型 建模 仿真 方法 | ||
1.一種在進船階段浮托安裝作業模型建模仿真方法，其特征在于：包括用來裝載平臺上部結構的安裝駁船、多用途拖船、連接駁船和樁柱的交叉纜、連接駁船和拖船的拖帶纜、起到固定作用的錨鏈線和系泊纜，步驟如下：
第一步：設置駁船的船型參數、風速風向、流速流向，并基于時域船舶運動理論，根據船舶六自由度操縱運動方程，結合浮托安裝駁船進船耦合運動的特點建立駁船的運動數學模型并得到駁船的運動數據，
所述駁船的運動數學模型為：
式中：MRB是剛體矩陣；A(∞)是頻率趨于無窮時附加矩陣；τexc是其他外部力；K(t)是遲滯矩陣；Cξ是線性恢復力；ξ、分別表示駁船運動距離、速度、加速度矢量；τ為時間t之前的任意時刻，延時函數表征了由于自由面記憶效應產生的影響；
第二步：設置錨鏈線屬性并輸入導纜孔位置與運動數據，建立錨鏈線的數學模型為：
式中：單位錨鏈線長度上的作用力，D是錨鏈線截面直徑；ρ是流體密度；CM＝1+CA是慣性力系數；CA是附加質量系數；CD是拖曳力系數；u和是分別為流體質點的速度和加速度；分別是浮體的運動速度與加速度；
在錨鏈線上選取n個節點，每個節點的運動計算方法為：
式中：mi是節點i的質量矩陣；ai是節點i的附加質量矩陣；節點i處的加速度；Ti+(1/2)和Ti-(1/2)分別是模型中內部分段i+(1/2)處和i-(1/2)處的內部剛度；Ci+(1/2)和Ci-(1/2)分別是模型中內部分段i+(1/2)處和i-(1/2)處的內部阻尼力；Wi是節點i處的重力；Bi是節點i處的垂向接觸力；Dpi是節點i處的橫向阻力；Dqi是考慮表面摩擦和形狀阻力的切向阻力；
第三步：設置交叉纜的屬性并輸入駁船與交叉纜的連接點的運動數據，建立交叉纜數學模型：
式中：H是懸垂高度；θ0是線纜端點與水平面間夾角；Lc是不可伸長長度；lc是兩端點之間的距離；E是線纜材料彈性模量；TH是水平線纜張力；w是線纜單位長度重量；A是線纜橫截面面積；
第四步：設置拖帶纜屬性并輸入駁船與拖帶纜連接點的運動參數，基于MMG理論，得到拖船的運動方程：
式中：mt表示拖船質量，Ixt，Iyt，Izt分別表示拖船繞OX、OY和OZ軸的轉動慣量，ut、νt、ωt、pt、qt、rt分別表示拖船縱向、橫向和垂向的速度以及繞OX、OY和OZ軸的角速度，X、Y、Z、L、M、N分別表示船舶六自由度運動，下標Ht、Pt、Rt、Wt、Ft、Ct、Tt分別表示拖船的水動力、螺旋槳力、舵力、波浪力、風力、水流力、拖纜力，其中：坐標系是O-XYZ分別沿著拖船的運動方向、船舶左舷方向和垂直方向建立的。
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