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CB／Z 810-2019 海洋工程装备动力定位能力评估方法.pdf简介：
CB/Z 810-2019 是中国船舶工业标准的一项标准，全称为《海洋工程装备动力定位能力评估方法》。该标准主要针对海洋工程装备，如石油钻井平台、船舶、海底电缆铺设设备等，规定了动力定位能力的评估方法和流程。
动力定位（Dynamic Positioning, DP）是一种船舶或海洋工程装备在海上作业时，通过控制船舶的推进器或推进系统，结合GPS或其他定位系统，实现船舶在指定海域的精确位置控制的技术。在海洋工程装备中，动力定位能力的评估至关重要，因为它直接影响到装备的作业精度、安全性以及施工效率。
CB/Z 810-2019 标准主要包括以下几个方面：
1. 动力定位系统的性能参数定义：如最大推力、最大定位精度、速度控制精度等。 2. 评估方法：包括设备的静态测试、动态测试和环境适应性测试，如在风浪、流速等极端条件下的定位能力测试。 3. 评估流程：从设备的采购、安装、调试，到日常运行的各个阶段，都有明确的评估步骤和标准。 4. 评估报告编写：对评估结果进行详细的记录和报告，以便于设备维护、改进和监管。
总的来说，CB/Z 810-2019 是为了规范和提升海洋工程装备的动力定位能力评估，保证其在复杂的海洋环境中的稳定性和可靠性。
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2.1.3示图1中同时定义了风、浪及流的作用方向，其定义方式相同。以崩部来风（顶风）方向为0 顺时针旋转时，值为正。
环境载荷包括风载、波浪载荷以及流载荷。 。动力定位能力评估时，风、浪以及流载荷只考虑作用于 工程装备的定常力和力矩，并且可以线性叠加，见公式（1）
CB/Z 8102019
下标w表示风：下标c表示流，下标wa表示波浪。
JCT748-2010 预应力与自应力混凝土管用橡胶密封圈.pdf2.2.1.1动力定位能力评估时只需要关 考虑作用于海洋工程装备的定常风载荷。 2.2.1.2风载荷可以采用公式（2）进行计算：
2.2.1.2风载荷可以采用公式（2）进行计算
风中： 纵向风载荷系数； Cr 横向风载荷系数； 一躺摇方向风载荷系数； 、—风速—指所密海平面1d
Fxw=CwV Fyw=Cy2 ... (2) [N.= CwY?
C一纵向风载荷系数； C横向风载荷系数； C%崩摇方向风载荷系数； V一风速，指距离海平面10米高处的一分钟平均风速。 2.1.3风载荷系数中需考虑包括水线以上所有部分的投影面积的影响，包括所有上层建筑的面积。 载荷系数CwCw，Cwe，可通过下述方法得到： a）采用模型试验； b） 在无法进行模型试验时，可以采用数值预报方法； c）在以上方法均无法满足时，可以采用经验公式或者相似船型系数进行确定。
载荷系数CmwCmCw，可通过下述方法得到： a）采用模型试验； b) 在无法进行模型试验时，可以采用数值预报方法；
2.2.2.1动力定位能力评估时只需考思作用于海洋工程装备的定常流载荷。
式中： Cy 横向流载荷系数： 一崩摇方向流载荷系数； 流速。
Fxe = CeV? Fre=CV? *** (3) N, =CmV?
a) 推荐采用模型试验； b） 在无法进行模型试验时，可以采用数值预报方法； C 在以上方法均无法满足时，可以采用经验公式或者相似船型系数进行确定。
波浪载荷主要分为以下三种作用形式： a）一阶波浪力，主要引起波频运动，不会导致平衡位置的偏移； b）二阶平均漂移力，与波幅的平方成正比，一般波幅增大，它将迅速增加：
c），缓变的二阶力，频率很低，量值较小。 在动力定位能力评估时，波浪载荷主要指二阶平均漂移力。
2.2.3.1二阶平均漂移力
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二阶平均漂移力可以由模型试验或者计算分析予以确定。二阶平均漂移力的数值预报方法主要有近 场理论、中场理论以及远场理论三种。 不规则波中的二阶平均漂移力时，通常先利用经验或理论方法得到规则波的二阶平均波漂力，然后 利用波谱，将规则波的二阶平均力相加，得到不规则波的二阶平均波漂力。规则波的二阶平均波漂力可 以采用成熟的商用软件进行计算如SESAM，HydroStar等。 二阶平均漂移力可以通过公式（4）来计算：
一纵向二阶波浪力传递函数： Cyma——横向二阶波浪力传递函数； S(の)——波浪谱密度。 波浪谱在没有明确指定的情况下可选用JONSWAP谱（=3.3）
2. 2.3.2二阶波浪力传递函数
二阶波浪力传递函数可以由以下方法得到： a)。通过SESAM，HydroStar，AQWA等软件计算得到； b）采用经验公式或者相似船型系数进行拟合确定。
不同海域的风速和波浪之间存在看特定的对应关系，波浪等级的确定是计算波浪载荷的先决条件。 波浪条件可由下述方法确定： a 优先采用动力定位作业海域的长期风浪统计关系； b 无作业海域的长期风浪统计关系时，可以采用附表A.1中的风浪统计关系； c）无相关风浪统计关系可查时，可采用附录A.2中的风浪拟合关系来确定
任意一个推进器所发出来的推力矢量通过推力大小和推力角度(T,e)来表示，因此，任意推 产生的纵向力、横向力以及摇方向力矩用公式（5）表示：
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式中： T—一第i个推进器所产生的纵向力； T一一第i个推进器所产生的横向力； T第i个推进器所导致的崩摇方向力矩； T一第i个推进器推力： 9一—第i个推进器推力角度；推力方向指向船首为0°，指向右为90°，顺时针旋转为正。 (x.y)一第i个推进器的水平面位置坐标。
3.2广义推力分配关系
所有推进器产生的总合力及力矩可以用公式（6）
T一一表示推进器系统所产生合力的纵向力分量； T,表示推进器系统所产生合力的横向力分量； T,——表示推进器系统所产生的摇方向合力矩； P——第i个推进器的状态。P=1表示该推进器工作，P,=0表示该推进器失效不工作。
3.2.1主推加能组合单元推力模型
主推加能推进单元可将其拆分为两个不同时工作的推进器 a）当主推发出正向推力时，舵力可以结合舵的有效升阻力系数曲线计算获得。 b当主推发出负向推力时，不考虑舵的作用，
3.2.2推进器推力减额
推进器的推进效率对动力定位能力评估有着较大的影响，因此，动力定位能力评估时应考虑推进器 相互干扰以及推进器与船体作用所导致的推进器推力损失。 a 推进器的推力损失在条件许可的情况下可以通过试验方法来确定。 b）浆桨干扰导致的推力减额可采用经验公式（7）进行估算。
式中： 1——推力减额因数：
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推进器的推力： 一散水时的系柱推力； To 一两螺旋桨的距离； 一推进器直径： O ? 两桨轴线的夹角： 夹角为时的推力减额因数。
推进器的推力： To 一散水时的系柱推力； 一两螺旋奖的距离； 一推进器直径； 0 ? 两桨轴线的夹角： 夹角为时的推力减额因数。
3.2.3推进器推力禁区角
桨共同作用时的推力禁区角可通过试验方法来进行设置；无法进行试验确定时，可以通过经验来 划分：
3.3.1对于DP1级动力定位系统，只需考虑推进器完整工作模式，不需要考虑推进器失效。 3.3.2对于DP2级动力定位系统，除了考虑推进器完整工作模式，还考虑单个推进器失效。 3.3.3对于DP3级动力定位系统，除了考虑推进器完整工作模式和单个推进器失效模式，还应考虑舱 室破坏导致多个推进器失效。
4.1定位能力评估模型
动力定位能力评估在本文件中特指给定海流速度V。下的极限风速V。推进器系统所产生的合力以
式中： 纵向载荷偏差； S， 一横向载荷偏差； Fa一一作用于海洋平台或船舶上的其他外力纵向分量 F一作用于海洋平台或船舶上的其他外力横向分量： N。一作用于海洋平台或船舶上的其他外力所导致的力矩。 动力定位系统船舶一般布置有多个推进器，通过对推进器推力进行优化分配可求得s+s，+s的 最小值。s+s，+s≤8。（8，=10）表示动力定位系统在当前海况下能达到定位效果；否则表示动 力定位系统在当前海况下能无法进行定位
minf :s(T,)+s,(T,)+s.(T,,)
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Tmin—一第i个推进器的最小推力； Tmat—一第i个推进器的最大推力； 符号D一一推进器推力角度的可执行区域。 公式（9）利用线性规划，序列二次规划，模拟退火算法，遗传算法等最优化方法来求解
Tmm一第i个推进器的最小推力； Tmat—第i个推进器的最大推力； 符号D一一推进器推力角度的可执行区域。 公式（9）利用线性规划，序列二次规划，模拟退火算法，遗传算法等最优化方法来求解。
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图2极限风速计算流程图
给出推进器不同工作模式下的控位能力曲线、极限环境条件、不同方向环境载荷计算结果以及推进 器工作模式下的优化推力分配结果。 a） 控位能力曲线采用极坐标表示，如附图B.1； b） 极限环境条件采用附表B.1的形式给出； c）环境载荷计算结果采用附表B.2～附表B.4形式给出： 推力分配结果采用附表B.5形式给出。
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GB∕T 3810.1-2016 陶瓷砖试验方法 第1部分：抽样和接收条件A.1北海风浪统计关系
附录A 资料性附录） 风浪关系
表A.1北海风浪统计关系
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动力定位系统通常应用于海洋工程装备在深水区作业，深水条件下的风浪主要可以用以下几种关系 来拟合： )我国规范法
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式中： H,—有义波高； T——有效周期; L,——风距（风区长度）； g一重力加速度。 b）CEM法（美国《海岸工程手册》）
GB 13013-1991 钢筋混凝土用热轧圆钢筋= 4.13×10 gL .. (A. 2) V. V3