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1、半潜驳船总布置研究科技的不断进步带动了海洋领域开发的飞速进展。海洋中丰富的能源储备为目前全球能源危机带来一线希望，用于海上能源开采的各类平台也应运而生。然而，这些非自航平台的运输和安装成了不可回避的问题；再有，许多货物选择海路运输，由于其庞大体积和不可分割性，普通货船无法承载，考虑到运输的安全性、海上作业受到的恶劣气候及海况条件等方面的约束，迫切需要安全可靠的运输工具和能精确定位的安装设施。半潜船的开发和应用恰恰满足了上述几方面的需求，并充分展现了其优越性。本设计所研究的是半潜驳船，与半潜船相比，它自身没有自航能力，需要由一艘拖轮拖航。论文将在充分学习理解相关规范、规则的基础上，参照母型船资料，对半潜驳船进行总布置研究，包括以下几方面：1、与母型船进行对比分析，确定所研究船型的主尺度，完成总布置设计；2、全面理解船舶航行中所遭受阻力的分类以及影响因素，估算本船拖航阻力；3、按照载重线公约的法规要求核算干舷；4、了解防火消防安全在船舶设计中的重要地位，进行防火分隔设计。第1章绪论研究国内外研究发展现状以及前景展望，浅述本文研究内容及特色所在第2章半潜驳船概述从作业模式及船型特点对其特点进行阐述，综合叙述其优劣所在第3章总布置研究阐述总布置的重要性，现有半潜驳船的横向对比，从主尺度方面确定需要研究的角度，清晰回执方法和步骤。第4章阻力估算明确阻力计算要素，计算拖航时阻力类型及不同航速下的总阻力计算第5章干舷计算明确干舷计算影响因素开展干舷计算第6章安全与防火从探火与失火系统，灭火系统等角度对安全与防火进行系统设计。结论总结论文内容，总结研究成果。2、半潜式平台坐墩与出坞方案研究半潜式平台目前是海洋平台中最经济最高效的钻井平台之一。目前国内在这方面已经起步，第一艘自主研发的第六代半潜式平台“981”已经下水。由于船厂之间以及设备技术等的差异，在借鉴国外技术经验的同时还要研究中国的办法。围绕着半潜平台有着许多复杂的技术问题，本文所要研究的半潜式平台坐墩以及出坞就是其中的两个问题。半潜平台由于其本身的质量和体积较大，惯性也大，在坞内和出坞的运动很不方便，必须合理的布置墩木，同时必须借助外力来进行运动。本文主要从以下几个方面来解决和研究半潜式平台坐墩以及出坞的问题。（1）平台坐墩时，墩木对平台的支持力的校核，以及现有坞墩布设是否合理，这块主要通过ANSYS软件来帮助进行分析。（2）出坞的过程很复杂，同时涉及到很多的设备设施，必须介绍清楚船坞内的设备和设施。（3）描述清楚平台出坞的过程，阐述清楚具体的步骤，更多的是从船舶出坞的经验上推导过来，让读者有直观的定性的认识。（4）介绍平台出坞过程中拖轮的选用依据和拖轮拖带的具体方式。第1章绪论浅述半潜式海洋平台发展现状及发展趋势，以及论文研究内容之所在第2章船坞设备概述及出坞操作工艺对干船坞以及其配套设备进行简单概述，对整个出坞流程做个简单介绍第3章平台建造坞内墩木配置及强度校核利用ANSYS建模仿真平台坐墩受理分析，研究坞墩反力对平台的影响。第4章平台出坞过程中拖轮的配置基本方法简述拖轮作业方式以及其拖轮力的计算方法结论3、船舶分段结构生产设计及制造流程研究随着科技的飞速进步，造船信息化成了现代造船模式的发展方向。现代造船业的生产方式已经由劳动密集型转化为设备密集性和信息密集性，未来向知识密集性发展。船舶生产设计实际上就是船舶建造的预演，既是“纸上造船”的过程，船舶的生产设计直接决定了船舶建造周期、建造质量、建造成本，而船舶分段生产设计是现代造船生产设计的一个重要的环节。本文以武昌造船厂的8000hp多功能工程船的461双层底分段生产设计以及工艺流程为例，研究了武昌造船厂的分段生产设计理念以及分段的建造流程。首先阐述国内外关于生产设计的研究现状以及生产设计在船厂整个建造流程中的重要作用；其次研究了现代造船模式下的生产设计理论、基础、特点和生产设计的发展过程，对现代造船模式下的生产设计进行概念性理解；在此基础上对武昌造船厂的分段生产设计进行研究，重点研究分段工作图的绘制过程以及分段工作图包含的船体结构分类、零件编码、加工工艺要求编制、分段划线余量等内容；进而对461双层底分段的装配过程进行现场观看研究，明确了在船舶分段装配过程中所需要的测量仪器、装配顺序、焊接要求、建造精度控制等内容；最后对于结合武昌造船厂的船舶分段生产设计和建造流程以及现代造船模式下的船舶生产建造理念，对现代船舶的生产建造以及武昌造船厂的船舶建造进行总结思考，比较武昌造船厂的不足和优势。第1章绪论浅述国内外船舶建造CIMS系统发展现状以及生产设计的意义所在第2章船体生产设计流程了解设计阶段的划分方式以及生产设计的发展过程，明确现代造船模式的设计特点以及设计基础第3章武昌造船厂零件编码简单了解船舶建造编码系统，以武昌造船厂为例阐述船舶生产设计结构代码零件编码技术文件等编码方式第4章武昌造船厂船舶分段生产设计以8000HP多用途工程船为例开展461分段的生产设计，回执分段生产时胎架图，并对太假所应遵循的原则进行阐述第5章武昌造船厂船舶建造流程研究简述船舶生产建造流程，船体装配测量方法，仪器使用等具体生产细节第6章推进武昌造船厂现代造船模式的生产设计通过武船生产系统了解现代造船模式的生产设计，反思其生产中的优劣及改进建议结论4、自升式平台桩土相互作用分析方法研究自升式钻井平台近年来被广泛应用于许多海上石油工程。自升式钻井平台的重要技术特点是采用尺寸相对较大的独立大桩靴，就位时插桩、迁航时拔桩是发挥其特点和优势的基本前提。如何控制桩靴入泥深度，使其既满足承载力要求又能安全拔桩，是亟待解决的关键问题。本文综合利用有限元数值模拟和经典土力学理论两种方法，对桩靴基础的竖向承载力进行研究，并对钻井平台土体特性参数的影响进行分析。具体的研究工作包括以下几个方面：1、总结目前国内外对自升式钻井平台的研究现状；2、采用经典土力学极限承载力理论研究桩靴承载能力，讨论均质土中桩靴承载力计算方法，考虑桩靴入泥的动态过程，在桩土相互作用下，分析不同土质下桩靴入泥深度的计算方法。3、采用ABAQUS软件，考虑桩土接触面作用，分析竖向荷载作用下桩靴基础的承载力。研究钻井平台土体特性参数对桩靴贯入阻力的影响规律，以及贯入阻力随入泥深度的变化规律。第1章绪论简述自升式平台的发展现状及课题的主要工程背景及意义第2章自升式平台桩靴承载能力理论研究综合阐述平台载荷受力分析，对平台桩靴入泥过程进行分析与计算第3章桩土相互作用数值模拟研究桩土作用数模模拟方法，以及在ABAQUS中的弹塑性实现，重点研究桩土接触问题第4章桩土相互作用的算例分析研究弹塑性有限元计算，以及黏土特性参数对地基承载力的影响与校核结论5、水面舰船耐波性分析船舶耐波性是舰船抵御风浪并安全完成航渡机动与作战机动的标志性能力，它是舰船航行性能的重要组成部份。耐波性的优劣将直接影响舰船的作战能力，也将影响舰船的航行安全性与经济性。因此尽力提高船舶的耐波性能是现代化舰船工程设计的主要目标之一。鉴于舰船耐波性对于舰船重要性，本文将以一艘典型军舰为母船，通过改变不同的船型几何比例，来进行耐波性的比较分析。结合船舶原理、船舶耐波性理论、船舶在波浪上的运动理论，应用MAXSURF软件建立一艘典型舰船模型，并在软件环境下生成多组舰船几何模型。使用软件计算多组模型在各种不同状况下的相应耐波性数据，通过比较分析计算结果数据，总结出船舶耐波性与主尺度、船型要素、以及海洋环境与航行工况的基本关系，寻求船舶耐波性能与船型、海洋环境以及航行工况等特征要素的基本规律。本文采用回归分析及拟合方法，建立可用于水面舰船总体顶层论证与方案设计的基本关系。通过本项研究，掌握船舶耐波性的基本理论和实用计算方法，定量和定性认识舰船耐波性与船舶、波浪和航行工况之间的基本关系与变化规律，为今后的深入研究与舰船设计奠定必要的理论知识与相关技术基础。第1章绪论国内外研究现状，及本文研究目的意义第2章航行性能计算原理研究耐波性计算原理及其在规则波与不规则波中的运动第3章MAXSURF软件介绍及建模原理简述MAXSURF软件及其建模理论第4章舰船母船模型的建立建立舰船模型，调整完善第5章舰船耐波性能计算及分析完成方案设计及准备工作，开展耐波性计算，整理计算结果，横纵向比较，得其规律结论6、深水FPSO系泊系统总体性能分析随着人类对能源需求的不断增加，人们把目光逐渐投向更深海域。作为典型的浮式生产平台，FPSO以其自己的优势得到广泛的应用，尤其是在中国。FPSO及其系泊系统的设计也十分重要，特别是内转塔式系泊系统，常用于中等水深及深水海域，如北海、墨西哥湾海域。本文以一作业在墨西哥湾海域的典型内转塔式FPSO为研究对象，利用大型海洋工程水动力及时域耦合分析软件AQWA对FPSO及其系泊系统进行相关计算比较分析。首先通过ANSYS建模并且划分网格，然后通过AQWA-LINE,应用势流理论进行水动力分析，得到辐射阻尼、附加质量、运动响应RAO等参数，最后通过AQWA-DRIFT对系泊系统进行设计、计算与分析，对整个系统进行时域耦合动态分析，并选择914.4m，1800m，3000m作业水深，分别进行相应的计算、分析与比较，得出结论。第1章绪论浅述国内外研究现状，内转式FPSO的系泊系统及其分析方法第2章AQWA软件简介简述AQWA软件分析模块第3章FPSO的水动力分析阐述计算基本理论，建立模型，开展附加质量辐射阻力一阶波浪力等水动力参数进行计算第4章FPSO系泊系统计算分析建立系泊系统模型，开展时域耦合分析，开展系泊系统静力特性曲线船体运动响应等计算，校核锚链线强度第5章不同水深下系泊系统比较分析选型系泊系统，开展不同水深下的水动力分析，横向比较其静力特性曲线，运动响应及锚链线强度结论7、铺管船作业安全性评估铺设海底管道是海洋资源开发过程中的一项重要作业，而铺管船的动力定位能力是其在风浪流环境下进行安全铺管作业的保障。研究风浪流引起的风载荷、流载荷、波浪力载荷的计算方法，并结合船舶自身动力定位系统的推进器能力进行动力定位能力的评估，具有重要的工程实际意义。本文主要完成的工作包括：(1)基于频域理论和时域理论，分析船舶在风浪流环境下所受到各种载荷成份的计算方法，包括风载荷、流载荷与波浪载荷等；(2)组合风浪流联合作用下的工作海况，利用AQWA软件对船舶在波浪中所受到的各载荷分量进行了分析和计算；基于各载荷分量的计算以及船体动力定位系统的推进器能力，研究了其在风浪流作用下保持定点作业的能力以及保持按特定艏向和轨迹航行的能力，讨论了提高船舶在较高海况下作业能力的实施方案。第1章绪论浅述研究目的意义，及本文的研究方法和研究工作第2章铺管船外载荷计算方法阐述风浪流作用下的外载荷计算方法第3章基于AQWA软件的铺管船外载荷计算简述AQWA软件及各种载荷在AQWA中德实现第4章铺管船动力定位能力分析根据船型参数，建立模型，依据水动力定位能力及评估方法对定位能力进行评估结论8、铺管船水动力及运动响应分析铺管船在进行铺管作业时，由于受海上风、浪、流的影响，会产生升沉、摇摆等运动，升沉幅值、横摇角、纵摇角等运动参数的大小，直接影响铺管船铺管作业的安全。故需对其总体性能进行分析，以确定船舶在铺管作业时的抗风浪能力。论文对一艘工作海域为我国南海、工作水深3000m的铺管船的水动力及运动响应情况进行分析研究。通过有限元软件建立铺管船的船体湿表面模型，然后运用水动力分析软件对其进行水动力性能计算，参考南海海域风、浪、流等参数，对铺管船铺管作业进行时域模拟，计算几种不同海况下船体垂荡、横摇、纵摇的运动幅值。第1章绪论从铺管船的设计及作业方式等角度阐述国内外发展状况以及本论文的主要工作第2章计算理论研究水动力分析的主要方法，系统阐述三维势流理论以及普贯穿运动响应时域求解方法第3章铺管船水动力分析建立铺管船的模型，开展水动力系数计算第4章铺管船铺管作业时域模拟针对不同海况，建立模型开展计算，总结结果规律结论