摘 要

本文以作业在平潭海峡的75m打桩船为研究对象，基于二维切片理论，以MAXSURF为计算平台，研究本船零航速下的运动特性及在平潭海峡实际的运动响应；并以船宽为变型参数，研究新船型的耐波性；同时研究了100%油水作业吊桩、10%油水作业200t纵向吊物、10%油水航行到港三个不同工况对船舶运动响应的影响。

研究结果表明：（1）该打桩船在波浪中的运动性能受波浪方向影响较大，迎浪时，纵摇运动的响应较大；横浪时，横摇的运动响应较大。对于升沉和纵摇，在同样的波高下，浪向角越大，其运动幅值越大，即耐波性能较差。对于横摇来说波正好相反。（2）随着船宽的增加，三个自由度的有义预报值变化不是很大。就升沉性能来说，其升沉幅值随着船宽的增加而减少，升沉性能改善。横摇却正好相反。（3）实际工作状况耐波性能相差不大，到港时横摇性能需要注意。

关键词：打桩船；耐波性预报；增加船宽；运动性能

Abstract

Based on the 75 m piling barge working on Pingtan Strait-- the research object， the theory of two-dimensional slices and the calculated software MAXSURF，we did the research about the barge’s motion performance and the motion response in Pingtan Strait with a speed zero.We change the beam，and research the seakeeping of the new barges.In the meantime we research the effect of three different working situation:100% oil-water homework pile,10% oil-water homework 200 t vertical lifting,10% oil and sail to the port of destination.

Research indicates:(1)The wave direction influences motion performance of the piling barge a lot in waves.When the direction of movement of the waves is the same as the barge,the heave motion response is violent and the roll motion response is closed to zero.When the waves come vertically to the barge ,the motion response is the oppsite.For heave and pitch,the larger wave direction angle means larger motion response and the poorer seakeeping when the wave height is the same.But for roll,it is absolutly opposite.（2）As the beam gets longer，the predicting number in three direction changes a little.For heave, the ampilitude gets fewer when the beam gets longer.But for roll,it is absolutly opposite.(3)There is a little difference about the seakeeping when the barge is working.But we must pay attention to the roll performance when the barge goes back to the port.

The key word: piling barge;Seakeeping prediction;waves’direction angle;moting performance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 平潭海峡海洋环境特点 1

1.2 打桩船特点 2

1.3 打桩船国内外研究现状 3

1.4 论文主要研究内容 4

1.4.1 主要研究内容 4

1.4.2研究目的及意义 5

第2章 基本计算理论及方法 6

2.1 概述 6

2.2 势流理论 6

2.3 波浪理论 7

2.3.1 规则波的特性 7

2.3.2 不规则波的特性 8

2.3.3 海浪谱公式 9

2.3.4 谱分析理论 10

2.3.5 打桩船在波浪上的响应 11

2.4 切片理论 12

2.5 打桩船在波浪上运动理论 12

2.6 本章小结 13

第3章 打桩船水动力性能分析 14

3.1 引言 14

3.2 基于MAXSURF 的模型建立 14

3.2.1 母型打桩工程船模型 14

3.2.2 打桩船所选择工况、惯性半径以及阻尼系数 15

3.3 打桩船静水力计算 16

3.4 基于MAXSURF的水动力的模型处理 17

3.5 不同浪向母型船三个自由度的RAO曲线 18

3.6打桩船运动性能预报分析 20

3.7 系列周期下的单位有义值预报 22

第4章 打桩船尺度改造设计 25

4.1 引言 25

4.2 基于MAXSURF的船舶仿射变换 25

4.2.1 MAXSURF的仿射变换原理 25

4.2.2 母型船仿射变换方向 25

4.3 改型后船舶与母型船性能比较 26

4.4 本章小结 31

第5章 不同工况对打桩船耐波性的影响 32

5.1 引言 32

5.2 工况不同对打桩船耐波性的影响 32

第 6 章 总结与展望 37

6.1 研究工作的总结与结论 37

6.2 研究展望 38

参考文献 39

致谢 40

1. 绪论

平潭海峡的海洋环境较为复杂，而打桩船的打桩作业要求精度高，本文研究的工程船在作业过程中，摇晃较为剧烈，导致打桩精度不高，作业效率较低。因此，本文先就其耐波性进行预报，了解其运动响应特性。另外本工程船甲板面积较小，装置布置紧凑，故本文拟以船宽进行船型变换，以改善其性能。同时，通过计算在平潭海峡实际海况下的运动响应，为该海域作业船舶提供一定的参考。

1.1 平潭海峡海洋环境特点