起重铺管船作业过程动力学分析与交互式仿真研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-29页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第14-16页 |
| 1.1.1 课题背景 | 第14-15页 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 | 第15-16页 |
| 1.2 海上起重作业研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.1 海上起重船概况 | 第17-20页 |
| 1.2.2 海上起重算法研究 | 第20页 |
| 1.3 深水铺管作业研究现状 | 第20-23页 |
| 1.3.1 深水铺管工程概况 | 第20-22页 |
| 1.3.2 S型铺管算法研究 | 第22-23页 |
| 1.4 虚拟现实技术研究现状 | 第23-25页 |
| 1.4.1 国外的虚拟现实技术研究 | 第23-24页 |
| 1.4.2 国内的虚拟现实技术研究 | 第24-25页 |
| 1.5 深水起重与铺管仿真模拟器研究现状 | 第25-27页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第27-29页 |
| 第2章 起重铺管船动力学模型建立及水动力性能分析 | 第29-57页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 起重铺管船作业过程 | 第29-37页 |
| 2.2.1 起重和铺管作业系统 | 第29-31页 |
| 2.2.2 起重作业过程分析 | 第31-35页 |
| 2.2.3 铺管作业过程分析 | 第35-37页 |
| 2.3 起重铺管船动力学模型 | 第37-48页 |
| 2.3.1 船舶运动学模型建立 | 第38-40页 |
| 2.3.2 船体动力学模型建立 | 第40-43页 |
| 2.3.3 铺管作业过程船体动力学模型建立 | 第43页 |
| 2.3.4 船舶水动力学计算 | 第43-47页 |
| 2.3.5 船体压载系统模型建立 | 第47-48页 |
| 2.4 环境载荷力学模型 | 第48-51页 |
| 2.4.1 波浪载荷模型建立 | 第48-50页 |
| 2.4.2 风载荷模型建立 | 第50-51页 |
| 2.4.3 海流载荷模型建立 | 第51页 |
| 2.5 起重铺管船水动力性能分析 | 第51-55页 |
| 2.5.1 船体附加质量与阻尼系数计算 | 第52-54页 |
| 2.5.2 起重铺管船运动响应RAO | 第54-55页 |
| 2.6 本章小结 | 第55-57页 |
| 第3章 起重作业吊物系统模型建立及仿真分析 | 第57-83页 |
| 3.1 引言 | 第57页 |
| 3.2 起重吊物系统数学模型 | 第57-62页 |
| 3.2.1 起重坐标系 | 第57-58页 |
| 3.2.2 风载荷干扰力 | 第58-59页 |
| 3.2.3 吊物运动方程 | 第59-61页 |
| 3.2.4 数值求解算法 | 第61-62页 |
| 3.3 起重船吊物系统刚柔耦合虚拟样机建立 | 第62-70页 |
| 3.3.1 仿真系统控制框图与仿真思路 | 第62-63页 |
| 3.3.2 起重船虚拟样机模型建立 | 第63-65页 |
| 3.3.3 吊臂系统柔性化模型与模态分析 | 第65-69页 |
| 3.3.4 虚拟样机控制模块搭建 | 第69-70页 |
| 3.4 虚拟样机仿真算例以及结果分析 | 第70-81页 |
| 3.4.1 起重作业下环境参数影响分析 | 第70-75页 |
| 3.4.2 起重作业系统参数敏感性分析 | 第75-81页 |
| 3.5 本章小结 | 第81-83页 |
| 第4章 铺管作业动力学模型建立与数值求解 | 第83-110页 |
| 4.1 引言 | 第83页 |
| 4.2 环境干扰力计算 | 第83-86页 |
| 4.2.1 海流拖拽力 | 第84-85页 |
| 4.2.2 波浪拖拽力 | 第85-86页 |
| 4.3 张紧器系统恒张力控制模型 | 第86-91页 |
| 4.3.1 张紧器恒张力控制策略 | 第87页 |
| 4.3.2 控制系统偏差计算 | 第87-88页 |
| 4.3.3 电机模型的建立 | 第88-90页 |
| 4.3.4 张紧器履负载模型 | 第90-91页 |
| 4.4 初始铺管动力学模型 | 第91-97页 |
| 4.4.1 管道静态分析 | 第91-93页 |
| 4.4.2 缆索受力分析 | 第93-95页 |
| 4.4.3 离散化微分方程 | 第95页 |
| 4.4.4 微分方程组求解 | 第95-97页 |
| 4.5 正常铺管动力学模型 | 第97-102页 |
| 4.5.1 管道力平衡微分方程建立 | 第97-98页 |
| 4.5.2 刚性悬链线法 | 第98-100页 |
| 4.5.3 自然悬链线法 | 第100-102页 |
| 4.6 收弃管动力学模型 | 第102-105页 |
| 4.6.1 收弃管管道受力分析 | 第103页 |
| 4.6.2 缆索单元受力分析 | 第103-105页 |
| 4.7 管道动态数学模型 | 第105-109页 |
| 4.7.1 管道动态振动方程 | 第105-107页 |
| 4.7.2 数值求解 | 第107-109页 |
| 4.8 本章小结 | 第109-110页 |
| 第5章 起重铺管作业交互式仿真系统构建 | 第110-128页 |
| 5.1 引言 | 第110页 |
| 5.2 起重铺管作业交互式仿真系统总体架构 | 第110-111页 |
| 5.2.1 总体功能 | 第110-111页 |
| 5.2.2 整体系统组成 | 第111页 |
| 5.3 起重铺管仿真硬件系统 | 第111-116页 |
| 5.4 起重铺管仿真系统软件 | 第116-121页 |
| 5.4.1 起重仿真软件系统 | 第117-119页 |
| 5.4.2 铺管仿真软件系统 | 第119-121页 |
| 5.5 起重铺管仿真系统数据通讯 | 第121-124页 |
| 5.5.1 起重铺管仿真系统网络 | 第122-123页 |
| 5.5.2 海量数据量传输算法 | 第123-124页 |
| 5.6 交互式仿真视景系统 | 第124-125页 |
| 5.7 本章小结 | 第125-128页 |
| 第6章 起重铺管作业交互式仿真模拟与对比验证 | 第128-147页 |
| 6.1 引言 | 第128页 |
| 6.2 起重与铺管作业仿真工艺过程 | 第128-131页 |
| 6.2.1 起重仿真工艺过程 | 第128-129页 |
| 6.2.2 铺管仿真工艺过程 | 第129-131页 |
| 6.3 起重作业仿真案例与数值模拟结果分析 | 第131-135页 |
| 6.3.1 仿真案例参数 | 第132页 |
| 6.3.2 仿真结果分析 | 第132-135页 |
| 6.4 起重交互式仿真系统对比验证 | 第135-140页 |
| 6.4.1 起重作业海试对比验证 | 第135-137页 |
| 6.4.2 起重仿真系统受力对比验证 | 第137-140页 |
| 6.5 铺管作业仿真结果分析 | 第140-145页 |
| 6.5.1 铺管作业算法对比验证 | 第140-142页 |
| 6.5.2 海流边界下管道、缆索动态分析 | 第142-144页 |
| 6.5.3 波浪载荷下管道动态分析 | 第144-145页 |
| 6.6 本章小结 | 第145-147页 |
| 结论 | 第147-149页 |
| 参考文献 | 第149-162页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第162-164页 |
| 致谢 | 第164页 |
