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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
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遥控水下机器人脐带缆收放绞车设计及牵引力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
脐带缆收放技术是有缆遥控水下机器人的一项关键技术,该技术直接影响水下机器人载体的收放及作业过程中脐带缆的安全。针对目前水下机器人收放系统中脐带缆收放技术的特点,给出了一种具有自动排缆、低张力缠绕、能够提供大牵引力和安全制动功能的紧凑新式脐带缆绞车方案,并对牵引绞车与储藏绞车之间脐带缆张力与牵引绞车的牵引力进行了理论分析,给出了二者之间的关系函数。 相似文献
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海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。 相似文献
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为了研究毛发长度和毛发密度对毛发缆减阻性能的影响，设计并进行了水池试验。通过研究6种不同毛发长度、不同毛发密度拖缆的阻力系数随航速的变化，找到减阻效果最优的缆型，得到最佳缆型的减阻率。结果显示：在相同的迎流角下，圆缆的阻力系数在1~1.1左右，毛发缆的阻力系数随速度变化不明显；在毛发长度为9~11倍拖缆直径、毛发密度为60根/m时，毛发缆的减阻效果最优，减阻率可达20%。验证了毛发缆具有很好的减阻性能，为大深度拖曳系统的缆型设计提供了参考依据。 相似文献
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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
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“蛟龙”号是我国首台载人潜水器，也是全球下潜深度最大的作业型载人潜水器。为使“蛟龙”号具有更大的作业空间，其布放回收系统须满足三级海况下布放和四级海况下回收的作业需求。文章介绍“蛟龙”号布放回收系统的系统组成和关键技术，并对其实际应用情况进行分析和总结。研究结果表明：“蛟龙”号的布放回收系统主要包括A形架、拖曳绞车和升降轨道车；拖曳绞车和A形架主吊缆的恒张力控制系统实现布放回收系统的升沉补偿功能，可满足“蛟龙”号三级海况下布放和四级海况下回收的需求；升降轨道车同时可作为“蛟龙”号日常存放、保养和维修的载体。 相似文献
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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
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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
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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
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海洋缆体系统的统一凝集参数时域分析法 总被引：19，自引：5，他引：19
提出了海洋缆一体系统的三维动态性能时域分析法，并给出了计算机程序。采用凝集参数法模拟了缆一体结构系统，缆为圆形截面，可伸长，不考虑弯曲刚度，采用了四阶龙格一库塔法积分系统运动方程，计算了二个实例以验证程序的可靠性，程序可用于系泊，拖曳，潜器脐带缆等具有组合成分的海洋缆体系统的初步设计。 相似文献