一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术属于起重船入水仿真领域，提供了一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法及系统，包括确定仿真区域，构建数值水池；通过网格离散计算区域，并生成起重船和负载模型；初始化仿真环境，设置自由液面数据、仿真初始边界条件和波浪参数；在仿真环境中，利用多体运动耦合水动力模型进行仿真，利用仿真的缆绳长度和缆绳张力以及起重船的升沉和横摇的位移信息，升沉补偿系统控制多体运动耦合水动力模型中的绞车对缆绳的释放速度，完成起重船吊放负载进入波浪的仿真；根据仿真结果更新起重船和负载的运动数据，并更新计算区域。并更新计算区域。并更新计算区域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法及系统


[0001]本专利技术属于起重船入水仿真
，具体涉及一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]使用海上起重机将有效载荷降至波浪中是海底结构物运输和安装的关键过程。由于海洋环境中船舶的六自由度运动(涌动、摇摆、起伏、俯仰、横摇、偏航)，海上起重机相对于陆上起重机起升难度较大，有效载荷较低。特别是在入水过程中，施加在有效载荷上的剧烈水动力使缆绳张力变化较大，可能会造成缆绳断裂，造成事故。所以在海上工程开始之前需要一个仿真起重机起吊的数值模型来对起重船操作工程进行一个评估分析。并且对于一个新设计的起重机控制器也需要一个接近真实的海洋工程环境来进行验证。
[0004]现有的部分的船吊仿真软件通过简化公式估算负载和起重船的水动力，未考起重船和负载之间的水动力影响。目前大部分的起重船在海上吊放负载进入波浪的仿真分析方法主要分为两种，第一种为基于经验公式方法求解船本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法，其特征在于，包括：确定仿真区域，构建数值水池；通过网格离散计算区域，并生成起重船和负载模型；初始化仿真环境，设置自由液面数据、仿真初始边界条件和波浪参数；在仿真环境中，利用多体运动耦合水动力模型进行仿真，利用仿真的缆绳长度和缆绳张力以及起重船的升沉和横摇的位移信息，升沉补偿系统控制多体运动耦合水动力模型中的绞车对缆绳的释放速度，完成起重船吊放负载进入波浪的仿真；根据仿真结果更新起重船和负载的运动数据，并更新计算区域。2.如权利要求1所述的一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法，其特征在于，如果仿真时间未到达设定时间，则进入下一个时间段，继续仿真，直到仿真时间到达设定时间。3.如权利要求1所述的一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法，其特征在于，所述多体运动耦合水动力模型包括缆绳模块、绞车模块、控制系统以及神经网络模块；所述缆绳模块用于给负载提供拉力，通过伸长或缩短缆绳的长度来实现下放和起升操作；所述绞车模块仿真模拟工程中电动机绞车系统，用于驱动卷筒来收起和释放缆绳；所述控制系统集成了线性系统的控制一阶、二阶惯性环节的离散形式，在模型中实现线性控制系统的控制器；所述神经网络模块用来处理基于Pytorch神经网络框架训练的模型。4.如权利要求3所述的一种用于模拟起重船吊放负载进入波浪的仿真方法，其特征在于，所述缆绳模块确定缆绳伸长量，具体为：Δx
cable
＝(x
payload
+v
payload
Δt/2)
‑
(x
cable
+v
cable
Δt/2)+(x
vessel
+v
vessel
Δt/2)其中，
vpayload
、
vcable
和
vvessel
分别为负载、缆绳和起重船的速度，弹簧的伸长量
Δxcable
，起重船的位移
xvessel
，负载的位移
xpayload
和缆绳的自然长度
xcable
。5.如权利要求3所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昕，王凯，李贻斌，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：