深海半潛平臺動力定位系統(tǒng)模型試驗設計與分析.pdf

1、在陸上油氣資源和近海油氣資源開發(fā)進入中后期的情況下，世界能源需求的快速增長使得海洋油氣資源開發(fā)重點向更深的海域發(fā)展。在深海和超深海海域有著獨特優(yōu)勢的半潛式平臺成為未來海洋油氣資源開發(fā)的主力裝備。而適合對深水半潛式平臺定位的動力定位技術在近年得到快速發(fā)展。因此對半潛式平臺動力定位技術的研究具有較大的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義。
　　 本文以一座深水半潛式平臺為研究對象，對其動力定位系統(tǒng)展開數(shù)值計算和模型試驗兩方面的研究。在數(shù)值分析方面，本文首

2、先根據(jù)API規(guī)范推薦的風載荷和流載荷計算方法，并考慮構件之間的相互遮蔽，計算了半潛平臺受到的風載荷和流載荷，并根據(jù)遠場理論與經(jīng)驗公式，計算了平臺受到的二階漂移力；在完成對平臺的載荷分析計算之后，本文建立了平臺運動數(shù)學模型，并采用規(guī)范推薦的衡量標準，基于已經(jīng)計算的環(huán)境載荷、計入風前饋的PID控制方法、Kalman濾波狀態(tài)估計方法和功率最優(yōu)化推力分配方式對半潛平臺的定位性能做了靜態(tài)和動態(tài)兩方面的分析評估。數(shù)值計算結果表明了目標半潛平臺的動力

3、定位系統(tǒng)具有良好的安全性和經(jīng)濟性。在模型試驗方面，本文基于哈爾濱工程大學水下機器人實驗室自研的DP3級動力定位系統(tǒng)，對目標平臺做了既定工況各工作模式下的動力定位性能測試，并將模型試驗的結果與數(shù)值計算的結果進行了對比分析。分析結果驗證了數(shù)值計算結果的準確性，同時也說明了目標半潛平臺的動力定位系統(tǒng)具有良好的定位性能，能夠勝任在設定海域對目標平臺的定位任務。
　　 本文的研究工作為半潛式平臺環(huán)境載荷的計算和動力定位系統(tǒng)定位能力的分析評