[發(fā)明專利]一種用于海洋工程領(lǐng)域的動(dòng)力定位能力分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710936336.2
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN107729641A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇貞;楊奕飛;俞孟蕻;袁偉;李文娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué);江蘇科技大學(xué)海洋裝備研究院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京一格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生

1.一種用于海洋工程領(lǐng)域的動(dòng)力定位能力分析方法，其特征在于：

包括如下步驟：

(1)建立環(huán)境載荷模塊，包括風(fēng)載荷計(jì)算模塊、流載荷計(jì)算模塊和波浪載荷計(jì)算模塊，估計(jì)船舶所受風(fēng)速的下限值v₁和上限值v₂，給定風(fēng)速精度δ并確定環(huán)境條件的作用角度，即船舶相對(duì)于風(fēng)、流、浪的迎角φ，初始角φ為0°，并將風(fēng)浪流同向迎角φ作用于船舶，計(jì)算出風(fēng)速的平均值v＝(v₁+v₂)/2，再將該平均值輸入至風(fēng)載荷計(jì)算模塊計(jì)算出風(fēng)載荷；

(2)將步驟(1)計(jì)算出的風(fēng)載荷輸入至波浪載荷計(jì)算模塊計(jì)算出波浪載荷，同時(shí)將海流的恒速值輸入至流載荷計(jì)算模塊，計(jì)算出流載荷，風(fēng)載荷、波浪載荷和流載荷相疊加，形成環(huán)境總載荷；

(3)建立船舶作用力模塊，通過船舶作用力模塊計(jì)算出船舶所受的船舶作用力；

(4)建立推力分配模塊，將上述計(jì)算出的環(huán)境總載荷和船舶作用力疊加，并輸入至推力分配模塊對(duì)外載荷進(jìn)行推力器推力分配，計(jì)算出主推進(jìn)器推力T_i；

(5)判斷條件T_i＞T_imax和v₂-v₁＜δ是否滿足，若滿足則v₂為船舶在當(dāng)前環(huán)境載荷下的極限風(fēng)速，若不滿足則利用二分法循環(huán)計(jì)算得到極限風(fēng)速；接著，增加風(fēng)向角φ一個(gè)單位，即10°，重復(fù)前四個(gè)步驟，直到完成360°以內(nèi)所有角的極限風(fēng)速的計(jì)算；最后，根據(jù)360°極限風(fēng)速的計(jì)算，繪制出船舶極限風(fēng)速的動(dòng)力定位能力曲線圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海洋工程領(lǐng)域的動(dòng)力定位能力分析方法，其特征在于：所述風(fēng)載荷計(jì)算模塊用于對(duì)船型風(fēng)載荷計(jì)算，船舶在水面上受到風(fēng)作用分解到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，可看成風(fēng)對(duì)船舶縱蕩、橫蕩和艏搖三個(gè)自由度方向上的平均作用力和力矩，其計(jì)算公式如下：

Fwindx=0.5Cx(αR)ρaVR2ATFwindy=0.5Cy(αR)ρaVR2ALFwindz=0.5Cz(αR)ρaVR2ALL]]>

式中，F(xiàn)_windx、F_windy、F_windz分別為船舶受到的縱向力、橫向力(kN)和繞z軸的力矩(kN·m)；α_R為風(fēng)舷角(°)；C_x(α_R)、C_y(α_R)、C_z(α_R)為不同風(fēng)舷角下縱向、橫向和繞z軸的風(fēng)載荷系數(shù)；ρ_a為空氣密度(kg/m³)；V_R為相對(duì)風(fēng)速(m/s)；A_T和A_L分別為船體在水線上的正投影面積和側(cè)投影面積(m²)；L為船舶垂線間長(zhǎng)(m)。