推进器失效对深海采矿船动力定位性能的影响分析

摘要

深海中蕴藏着丰富的矿产资源,深海采矿船是深海采矿的重要装备,通过动力定位系统控制采矿船的海上位置,动力定位系统由若干推进器组成。采矿船在海上受到风浪流作用,推进器一旦失效极易发生采矿船运动失控等安全事故,本文研究推进器不同失效方式下动力定位性能,分析推进器不同失效方式动力定位功能的损失。根据势流理论计算波浪载荷,数值模拟深海采矿船不同位置的单个推进器失效和多个推进器失效方式下的时域运动响应,对比各种失效方式对深海采矿船纵荡、横荡、艏摇3个自由度运动的影响,分析各种失效方式对剩余推进器推力的影响。研究结果表明:采矿船空载90°浪向,推进器不同失效模式对纵荡运动影响远小于对横荡和艏摇运动影响,船艉单推进器失效对纵荡和艏摇动力定位的影响大于两个推进器失效影响;对于采矿船多自由度运动动力定位两个推进器失效大于单推进器失效影响;一侧两个推进器或两侧推进器同时失效,对动力定位的影响相同,对横荡运动的影响最大。本文揭示了深海采矿船推进器失效对采矿船运动的影响程度和机理,对于深海采矿船的安全作业具有指导意义。