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相似文献
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1.
拖曳线列阵振荡幅值响应特性   总被引:3,自引:1,他引:3  
通过欧拉角的变换把拖曳线列阵微元段矢量动力平衡方程在局部坐标系下展开,在时间和空间上作中心差分数值离散平衡方程。将尾绳阻力作为线列阵尾端点的张力,改善因尾端张力为零引起的差分方程奇异性。取有关文献资料中的两个拖曳线列阵进行了拖点振荡响应计算,计算结果与相应文献资料中线性理论的计算和试验结果基本吻合。最后由仿真计算讨论了拖曳线列阵参数变化对拖点垂向和横向的谐振稳态响应特性。计算结果表明影响拖曳线列阵振荡响应的主要参数是由拖缆长度、拖点航速和拖点振荡因频率构成的无因次振荡频率。  相似文献   

2.
水下拖曳航行器是被广泛应用的水下监测平台。为掌握水下拖曳航行器的水动力及其拖揽姿态,文章通过CFD仿真分析计算其零攻角下的阻力系数,并通过多刚体-球铰模型建立其运动数学模型,分析不同航速下拖曳系统的总拉力、拖缆长度和航行器位置等的参数变化。研究结果表明:随着船舶航速的变化,拖曳系统各项参数变化的差别很大;在200 m深度时,6 kn航速相比4 kn航速的总拉力增加73%,而所需的拖缆长度仅增加1%。该数学模型可对不同航速下的水下拖曳系统的总拉力和拖缆姿态等做出预测,为拖曳系统设计提供技术支撑。  相似文献   

3.
准确地描述和预报拖曳系统的性能及运动规律是海洋地震勘探拖曳系统设计与应用的前提条件,文章在多年研究水下拖曳系统及拖缆定深器的基础上,对海洋勘探拖曳系统进行详细的分析,并针对自行研制的某型拖缆定深器进行仿真计算,最后提出一些在工程实践中比较有用的结论,可为地震勘探拖曳系统设计提供参考.  相似文献   

4.
海洋可控源电磁拖曳系统是海洋可控源电磁勘探系统的重要组成部分,对光电复合缆和绞车的强度有着较高的要求。为了保障作业安全,避免拖缆崩断、绞车损坏等事故的发生,需要对拖曳系统所受的张力进行评估,为实际作业提供参考。本文采用拖曳系统稳态运动求解方法,模拟拖体在海水中的位置,以及放缆时绞车所受的牵引张力,模拟结果与海试实测数据能够较好地吻合。在拖缆长度一定的情况下,随着拖曳速度的增大,绞车牵引张力先减小再增大,光电复合缆长度越长这种现象越明显。  相似文献   

5.
水下拖缆物理参数不均匀会影响拖缆的动力特性,研究非均匀拖缆的参数变化对拖缆动力特性的影响有一定的工程实际意义。建立了拖曳系统运动的三维数学模型,推导出了水下非均匀拖缆的稳态运动控制方程,在首尾两端加上相应的定解条件,直接求得或使用嵌套二分法求得非均匀拖缆在端点的初始值,进而求解稳态动力学方程。借助文献中的拖缆—海底拖车系统算例,通过计算结果的对比,验证了数学模型及计算方法的正确性。通过四阶龙格库塔法进行数值仿真计算,得到了稳态解,分析了非均匀拖缆自身物理参数变化对缆绳系统稳态运动的影响。结果表明,非均匀拖缆的切向阻力系数、法向阻力系数、直径和密度变化会影响稳态缆形和张力分布,影响的程度各不相同。最后给出了两个尾拖船系统非均匀拖缆的稳态运动算例。  相似文献   

6.
基于嵌入式水鸟的海洋地震拖缆运动状态仿真研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究分析了嵌入式水鸟作用下的海洋地震拖缆运动状态.在现有的理论基础上,简化地震拖缆运动数学模型,并进行仿真求解,结果表明定深水鸟在使地震拖缆保持水平状态起了重要作用.利用前处理软件建立了定深水鸟几何模型,并用数值计算软件进行了分析计算,得到了定深水鸟的水动力特性及在不同攻角下的升力分布情况,为水鸟运动控制策略提供理论依据.  相似文献   

7.
一种重载减张力拖曳绞车的设计研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以海洋平台中的重载荷拖曳绞车作为被控对象,采用速度和恒力矩控制方式实现了拖曳绞车减张力机构和排缆机构的速度同步。同时采用新型摩擦减张力、变频调速和直接转矩控制技术,设计了一种新型重载荷减张力拖曳绞车。实践证明,该拖曳绞车大大减小了因缆绳挤压切入所造成的破坏,提高缆绳的使用寿命。  相似文献   

8.
水下拖曳升沉补偿系统水动力数学模型研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
建立变缆长的水下拖曳升沉补偿系统水动力学偏微分方程组和边界条件.拖缆动力学模型基于Ablow and Schechter模型,拖体采用水下运载体六自由度方程模拟,运用有限差分法离散偏微分方程组和牛顿迭代法计算变缆长情况下拖体深度与拖缆各点张力的动态取值.数值计算结果表明采用收放拖缆的升沉补偿方法能够有效削弱母船升沉运动对拖体深度和拖缆张力的影响.  相似文献   

9.
引入升级拉格朗日方法,描述浮式探测器拖曳系统在收\放缆及定长拖曳阶段系缆上质点的运动情况。结合凝集质量法建立变缆长拖曳系统的动力学模型。仿真算例中浮式探测器无自主动力,其阻力系数已通过拖曳水池实验得到。仿真计算了不同拖曳航速及放缆速度情况下,各个阶段时拖缆的构型以及探测器的运动响应。讨论了拖曳速度和放缆速度对探测器运动的影响。本方法为浮式探测器的运动预测提供了理论依据。  相似文献   

10.
海洋缆索广泛用于海洋工程领域,海上作业过程中海缆在波浪、流等动力因素作用下容易产生显著的动力响应。为保证海上作业的安全,需要对海缆的动力响应进行有效的分析和研究。首先介绍了缆索的通用弹性动力学方程,然后给出了用凝集质量法求解此方程的模型,算法采用四阶龙格库塔法,利用Matlab仿真计算了水下拖缆回转的形态,经验证,结果有效。由此可得到凝集质量法在解决缆索动力问题中,也是一个很好的选择。  相似文献   

11.
High Resolution (220–1050 Hz) seismic acquisition performed in deep water using deep-towed systems provides unrivalled lateral resolution when compared to conventional surface seismic. The lateral resolution of these acquisitions is controlled by the width of the first Fresnel zone, taking advantage of their positions close to the sea bottom. No current existing deep towed equipment can benefit from seismic imaging processing techniques to improve this resolution as a consequence of positioning inaccuracies. The technological developments of a digital deep-towed multichannel streamer are presented with a particular attention to positioning: each hydrophone incorporates a pitch, roll and heading sensor in order to monitor the constant deformation of the streamer in operation. The sea trials took place in July 2013 in the Mediterranean Sea. Pre-stack depth migration applied to the deep-towed multichannel data illustrates the potential of this emerging methodology in terms of penetration (12 dB improvement in Signal/Noise) and lateral resolution (mean signal wavelength: 3 m) when compared with deep-towed single-channel acquisition.  相似文献   

12.
波浪作用下缆船拖带系统非线性运动数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
朱军  李炜  程虹 《海洋工程》2006,24(3):56-62
基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统整体非线性拖带动力学模型。为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及波浪载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了波浪的作用力和力矩。拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程。对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了规则波浪作用下拖带运动的模拟,计算结果表明被拖带船舶在波浪中运动呈现运动稳定、不稳定和临界状态3种可能的特性。根据模拟计算结果,认为波浪中拖带航向稳定是被拖带船舶保持稳性的必要条件。  相似文献   

13.
A new technology of offshore oil rod pumping production is developed for offshore heavy oil recovery. A new type of miniature hydraulic pumping unit with long-stroke, low pumping speed and compact structure is designed based on the spatial characteristics of offshore platforms. By combining the strengths of sinusoidal velocity curve and trapezoidal velocity curve, a kinematical model of the acceleration, the velocity and displacement of the pumping unit''s hanging point is established. The results show that the pumping unit has good kinematic characteristics of smooth motion and small dynamic load. The multi-degree-of-freedom dynamic model of the single-well pumping unit is established. The first and second order natural frequencies of the sucker rod string subsystem and the pumping unit subsystem are studied. The results show that the first and the second order natural frequencies among the pumping rod string, pumping unit-platform subsystem and the dynamic excitation have differences over 5 times from each other, indicating that resonance phenomenon will not appear during the operation and the dynamic requirements for field use are met in the system.  相似文献   

14.
为了解复杂海况下风浪对水下拖缆的影响进行了动力学仿真研究。以P-M谱作为海浪谱密度公式,计算一组不同频率的组成波,采用线性波浪叠加法,计算由波浪引起的空间流场速度及加速度,推导叠加波的干扰力,将不规则波引入水下拖缆动力学模型中,采用四阶龙格库塔积分法对动力学模型进行数值求解,讨论拖缆在不同海况下的动力特性。结果表明,随着海况等级的提高,叠加波的频率范围逐渐降低,拖缆的垂向偏移量以及拖点处张力均会产生明显增加及波动,且其波动周期接近叠加波的平均周期;在不同浪向角的作用下,拖缆波动规律与规则波作用下类似,但也具有一些不规则波的特点。  相似文献   

15.
具有链—缆—链结构的复合系泊链缆因其相对于全钢链质量和成本上的优势而在深水系泊中得以广泛应用。基于细长杆理论采用有限差分法建立了可以考虑链—缆—链结构的复合系泊缆数值模型,将其应用于不同工况下全钢链和复合链缆运动的数值模拟中,并开展了验证。首先,将单根钢链顶张力数值模拟结果与不同工况下的模型试验结果进行了对比,验证了数值预报程序应用于全钢链的准确性。然后,对于复合系泊链缆开展了静刚度和动刚度迭代数值模拟,并将模拟结果同已发表文章中的算例结果进行比较,验证了该数值模型在复合链缆模拟上的准确性。发现对于单根钢锚链的验证,激励半径越大,激励周期越小,一个周期内顶张力幅值及其极差越大,钢链运动就越剧烈。对于链—缆—链式复合系泊链缆的验证,发现静刚度迭代中数值模拟结果与算例结果差异较小;对于动刚度迭代,除个别大幅慢漂工况外,两者有较高的吻合;且激励周期越小,激励半径越大,复合系泊链缆顶张力越大,弹性模量越小,运动越剧烈。对于聚酯缆刚度的敏感性分析,发现改变动刚度经验公式参数的情况下,杨氏模量的静刚度迭代和动刚度迭代结果误差分别最大达到了60.81%和68.21%,因此合成纤维材料特性对复合系泊链...  相似文献   

16.
A numerical model is developed to investigate the behavior of a pair of flexible, floating breakwaters consisting of complaint, beam-like structures anchored to the sea bed. Each structure is kept under tension by a small buoyancy chamber at the tip, additional stiffness in each case is provided by mooring lines attached to the buoyancy chamber. The fluid motion is idealized as linearized, two-dimensional potential flow and the equation of motion of each breakwater is taken to be that of a one-dimensional beam of uniform flexural rigidity and mass per unit length subjected to a constant axial force. The boundary integral equation method is applied to the fluid domain. Modifications are made to the basic formulation to account for the zero thickness of the idealized structures, and the dynamic behavior of the breakwaters is described through an appropriate Green's function. Numerical results are presented which illustrate the effects of the various wave and structural parameters on the efficiency of the two-breakwater systems as a barrier to wave action. It is found that by adjusting the spacing between the breakwaters acceptable wave reflection characteristics may be obtained even with relatively flexible structures.  相似文献   

17.
在过去的十几年中,海洋可控源电磁法的迅猛发展在油气勘探中起到了重要的作用。在浅海环境中,常见的两种可控源电磁法的数据采集系统采用海底基站式(Sea Bed Logging(SBL)),以及拖缆式(Towed Streamer electromagnetics(TSEM))两种模式。本文的研究目的是研究在不同水深条件下,两种数据采集系统的工作模式以及海水对其的影响。为了更好的比较两种数据采集方式,本文采用了三种不同的分析方法:一维敏感度模型,二维油藏敏感指数,Occam反演。一维敏感度模型能够迅速的给出结果,但是由于结果的信息量有限,不足以给定准确的结论。二维油藏敏感指数可以依据正演的结果快速的给定一个水深和油藏敏感度的关系。Occam反演方法用于对合成数据进行反演计算,估计地下介质电阻率参数。为了更好的评价反演结果,本文引入了横向电阻异常率(ATR)。通过对合成数据的反演结果的分析,本文得出以下结论:在浅水环境中,SBL和TSEM数据采集系统都可以提供较高的分辨率,对高电阻层有很好的敏感度。在深水环境中,SBL数据采集系统具有明显的优势。ATR对于反演的电阻率参数结果具有很好的评价作用。  相似文献   

18.
The Monin–Obukhov similarity theory for the convective surface layer distinguishes two limiting cases: a dynamic limit and a free-convection limit. The dynamic limit for the convective surface layer is defined as a flow with a logarithmic profile of wind and a zero buoyancy flux at the underlying surface. The free-convection limit is characterized by a zero wind speed and a positive buoyancy flux at the underlying surface. The limits of the generalized Monin–Obukhov similarity theory are able to describe the higher order turbulent moments. In this paper, it is assumed that the convective surface layer consists of two sublayers: the lower dynamic sublayer adjacent to the surface and the upper forced-convection sublayer. The turbulent moments can be approximated separately for each sublayer. Linear approximations are suggested for the turbulent moments of the vertical velocity and the potential temperature variance in the forced-convection sublayer. The first-order expansion terms of them correspond to the free-convection limits of the Monin–Obukhov theory under no-wind conditions. The second-order expansion terms describe profiles of the turbulent moments in under convective conditions with a moderate wind. A comparison between the proposed approximations and experimental data strongly suggests that the linear approximation is correct within a forced-convection range.  相似文献   

19.
采用集中质量法研究了绷紧式系泊系统中系缆由于松弛-张紧过程产生的冲击张力。建立系泊缆绳离散的集中质量模型,对其独立单元进行受力分析并建立了单元的运动方程。给定缆绳上端点简谐激励,通过Ansys中的Aqwa模块,分析了缆绳的运动响应;针对缆绳运动响应过程中的三种状态进行了模拟计算,探讨了冲击张力产生的条件;研究了缆绳初始预张力、上端点激励幅值和频率、拖曳力系数、弹性模量以及单位长度质量对动态张力的影响。研究结果表明:这些影响因素不仅会影响缆绳动态张力的大小,也会对缆绳中的冲击张力产生一定的影响。  相似文献   

20.
A constant tension winch controller has been designed to minimize peak tension loads encountered while towing heavy gear in rough sea conditions. The control unit consists of a pressure relief valve inserted in the hydraulic circuit of the winch. Operational tests with a towed plankton net system showed significant reduction in the cable tension peaks and marked improvement in the towed system behaviour.  相似文献   

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