多激励工况下重吊型半潜船振动特性

摘要

动态定位是海洋工程船舶的一种特别的定位方式.在动态定位工况下,船舶主推进器、可伸缩推进器和侧推进器同时运转,激励源增多,在周围水流的作用下,将较大的振动能量传递给船体,引起推进舱及上层建筑甲板产生较大的振动,严重影响船舶的舒适性.目标船为重型起吊船,在主甲板右舷处设置有5000 t的起吊装置,在艉部配备4台主推进器,艏部配备2台侧推进器及2台可伸缩推进器.定位工况下,需同时开启这3种设备,船舶处于多激励状态,易引发上层建筑较大的振动.文章采用有限元方法,建立目标船的三维数值模型,分析了其振动的固有频率及模态,计算了多激励工况下整船的振动响应.结果显示:目标船自由振动的前6阶固有频率较低,均已避开各激励源的风险频率范围;多激励工况下,以可伸缩推进器和艏侧推器的激励为主,各层甲板速度响应的最大值出现在11 Hz附近,响应曲线出现多个峰值,振动耦合性增强,对加权值的影响增大,但最终均能满足舒适性相关的标准限值.