海洋原位聲學(xué)測試裝置設(shè)計及釋放穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著海洋資源開發(fā)與海底環(huán)境監(jiān)測技術(shù)地不斷推進，各種海洋測試裝置應(yīng)運而生，其中海洋原位聲學(xué)測試裝置是釋放在淺海海底，通過對海底底質(zhì)進行取樣分析，以及對沉積物的聲學(xué)特性分析對海底環(huán)境進行長時間實時監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過光纜實時傳輸至海岸基站的測試裝置，該系統(tǒng)不僅可以為海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究提供更多可靠的實時數(shù)據(jù)，還可以為海底介質(zhì)與微生物的研究給予支持，對海底生態(tài)環(huán)境進行長期實時監(jiān)測。
　　本文深入研究設(shè)計了海洋聲學(xué)原位測試裝置，并進行了加

2、工和現(xiàn)場海試，分別利用虛擬樣機模擬技術(shù)和計算流體力學(xué)方法對裝置的釋放過程進行了動力學(xué)仿真分析，本文從以下幾個部分完成原位裝置的設(shè)計加工并分析其釋放過程中的穩(wěn)定性:
　　1.根據(jù)實際工況要求，設(shè)計并加工出尺寸形狀合適，便于長途運輸，采用重力下行方式，外形似長矛，能搭載水聽器、聲速儀、高度計、測試矛桿、相關(guān)電纜及零配件的海洋原位測試裝置，建立裝置及其相關(guān)機構(gòu)的三維模型，并利用有限元仿真軟件對重要的零部件和主要受力點進行力學(xué)分析以及強度

3、校核，并根據(jù)仿真結(jié)果改善危險截面的受力情況和最大變形量，提高海洋原位測試裝置在海洋環(huán)境下的安全系數(shù)。
　　2.分析復(fù)雜海洋載荷條件下釋放船的運動規(guī)律以及受到的海洋環(huán)境載荷，為后面的虛擬樣機分析提供必要的輸入?yún)?shù)，再運用ADAMS虛擬樣機技術(shù)，建立海洋原位測試裝置在水上釋放過程中的虛擬樣機模型，研究和分析了原位裝置在各種海況以及不同布放速度下的動力學(xué)特性，從裝置的橫向擺動、速度、加速度、繩子拉力等各個方面比較分析，給出了海試實際釋放

4、參數(shù)的選取依據(jù)，為舟山現(xiàn)場海試提供理論基礎(chǔ)。
　　3.運用流體計算力學(xué)分析軟件CFD建立了海洋原位測試裝置在水中運動的流體動力學(xué)模型，分析了原位裝置在水下運動時的流場分布和受力情況，仿真結(jié)果表明原位測試裝置在水中下降過程中穩(wěn)定性良好，傾斜角度滿足實際工況要求，為海試過程中的釋放方案、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計以及參數(shù)選擇提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。
　　4.在嘉興近海進行了穩(wěn)定性釋放試驗，多次試驗結(jié)果表明原位裝置能夠安全平穩(wěn)地釋放。在舟山淺海也