CB-Z-806-2016船舶动力定位模型试验规程

ICS47.020.99船舶动力定位模型试验规程I本标准由全国海洋船标准化技术委员会船舶理论与实验分技术委员会(SAC/TC12/SC7)归口。本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七O二研究所。1船舶动力定位模型试验规程1范围2术语和定义环境载荷EnvironmentalLoad推力减额ThrustDeduction23相似准则船舶动力定位模型试验遵循傅汝德相似准则。其中傅汝徳数的计算公式见公式(1)。F,=U/√g·L…………………(1)U——模型坐标原点的线速度，单位为米每秒(m/s);L——模型总长，单位为米(m);G——重力加速度，取值为9.81,单位为米每二次方秒(m/s²)。4.1造波设备b)风扇组模拟风载荷：利用安装在模型上的多个风扇(通常为3个)产生反作用力，模拟船舶或4.3流载荷模拟设备4.3.1模拟设备b)风扇组模拟流载荷：利用安装在模型上的多个风扇(通常为3个)产生反作用力，模拟船舶或3恒张力模拟装置的模拟范围和控制精度应满足试验要求。恒张力模拟装置在试验前应进行校准，在试验后应进行复校，两次校准偏差应满足试验控制要求。4.5船舶推进器动力定位船舶通常配置有多种类型的推进器，包括主推进器十舵、侧推进器(槽道式推进器)、全回转推进器等，在动力定位模型试验中，应对推进器的类型完全模拟。如果实船采用可调螺距螺旋桨，则在模型试验中用定螺距螺旋桨调速模拟。推进器的实际安装位置(螺旋桨桨轴中心)应满足模型设计图纸要求。推力的控制精度满足试验要求。动力定位控制器是完成动力定位模型试验的核心设备元和推进器控制单元组成，可接收模型运动测量信号，通过执行控制算法和推力分配算法，输出推进器控制指令，完成对模型的动力定位控制。4.7试验仪表4.7.1六分力应变天平六分力应变天平可测量模型所承受的纵向力、横向力、升力以及纵摇力矩、横摇力矩和偏航力矩，在动力定位模型试验中用于测量推进装置作用力以及风流载荷模拟装置作用力。六分力应变天平在试验之前应进行校准，在试验后应进行复校，两次校准值偏差应在其满量程的1%以内。应变信号数据采集器用于采集六分力应变天平的输出信号，力以及纵摇力矩、横摇力矩和偏航力矩。应变信号数据采集器在试验之前应采用标准信号源进行校准，在差在其测量范围的0.1%以内。4.7.3光学运动测量系统光学运动测量系统可测量空问刚体的六自由度运动，在动力定位模型试验光学运动测量系统应定期进行校准。光学运动测量系统的校准应委托具有相应资质的专业机构完5试验准备5.1模型准备动力定位模型的设计、加工、验收和惯量调试应满足试验要求。5.2演浪模拟准备利用造波设备在试验水池中生产波浪，波浪的模拟精度应满4动力定位模型试验所使用的推进器在安装到模型之前应进行推力校准，以获取推进器控制特性曲5.5风扇力校准5.8.1推进器的安装位置(螺旋桨桨轴中心的空间位置)应与模型设计图纸一致。a)对于具有可升降假底的试验水池，可采用如图1的安装方式。对于图1的安装方式，应根据模底不能旋转定位，则六分力天平和假底之间b)如果试验水池没有可升降假底，则应采用图2的安装方式。对于图2的安装方式，所使用的安装支杆应有足够的强度，在试验过程中不会产生振动或变形，应与六分力天平牢固连接。在图2中，应通过调节船舶压载使船模的干舷高度符合试验状态要求。对于图2的安装方式，如最小控制幅值为5度。56推进器--模型本体干抗期试擦迄路—-推进器下扰凝试图3动力定位模型试验步骤6.2风场、流场或风扇组载荷校准(步骤1)6.2.1风场作用载荷校准采用风场提供风载荷时，应根据试验大纲的要求，在模型试验前采用风洞试验或计算等手段，确定模型在指定风速风向下所承受的力/力矩载荷。在试验中，调节可升降假底或旋转机构或安装支杆，使模型与风场角度符合试验要求；启动并调节风场设备，用六分力应变天平测量模型所承受的纵向力、横向力和偏航力矩，记录此状态下的风场控制信号，填写至记录表中，格式参见附录图A.1。6.2.2流场作用载荷校准采用流场提供流载荷时，应根据试验大纲的要求，在模型试验前采用风洞试验、拖曳水池试验或计算等手段，确定模型在指定流速流向下所承受的力/力矩载荷。76.3推进器——模型本体干扰测试(步骤2)b)对于主推十舵的推进器，控制舵角从最小值(负值)到最大值以指定回转速率转动，再从最大c)对于侧推进器(槽道式推进器),只需要控制螺旋桨在最大转速旋转即可。(或舵)的方位角，填写至记录表中，格式参见附录表A.4。CT(i)=F(i)/Fmm……………………(2)F(i)-—推进器在不同方位角/舵角状态下发出的实际推力，单位为牛(N);Fm—推进器在敞水状态下以同样转速发出的推力，单位为牛(N)。6.4推进器——推进器干扰测试(步骤3)(或舵)的方位角，并填写至数据记录表中，格式参见附录表A.5。对于表5中的数据，利用公式(3)计算两个推进器由于相互干扰产生的推力减额。8CB/Z806—2016F(i)——推进器组合在不同方位角/舵角状态下发出的实际组合推力，单位为牛(N);6.5推力分配参数调试(步骤4)b)进入手动控制模式，输出指令为0;移小于20mm,最大偏航角度小于0.5deg;小于20mm,最大偏航角度小于0.5deg;6.6控制系统参数调试(步骤5)b)进入纵荡自动控制模式，横荡和偏航采用手动控制，输出指令均为0;d)进入横荡自动控制模式，纵荡和偏航采用手动控制，输出指令均为f)进入偏航自动控制模式，纵荡和6.7风浪流作用下的定位控制试验(步骤6)风浪流作用下的定位控制试验考察动力定位船舶或海洋平台在特定风浪流环境条件下的9风场控制信号校准记录表序号目标载荷校准载荷控制信号纵向力N侧向力N偏航力矩Nm纵向力N侧向力N偏航力矩Nm12流场控制信号校准记录表序号目标载荷校准载荷控制信号纵向力N侧向力N偏航力矩Nm纵向力N侧向力N偏航力矩Nm12风扇组控制信号记录表序号目标载荷校准载荷控制信号纵向力N侧向力N偏航力矩Nm纵向力N侧向力N偏航力矩NmVVV12推进器———船体干扰试验数据记录表序号方位表或舵角测量数据合力N纵向力N侧向力N偏航力矩Nm12推进器——推进器干扰试验数据记录表序号方位表或舵角测量数据合力N纵向力N侧向力N偏航力矩Nm12推力分配