水下拖曳系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)構(gòu)形及其臨界半徑研究.pdf

1、本文采用柱坐標(biāo)系建立了水下拖曳纜索回轉(zhuǎn)構(gòu)形問題的數(shù)學(xué)模型，使得研究、計算更為簡便。在該柱坐標(biāo)系下推導(dǎo)得到了表征拖纜在定常回轉(zhuǎn)拖曳過程中形狀及張力的拖纜運動方程組。使用 Matlab編制了計算程序，同時采用了四階Runge-Kutta法對拖纜運動方程組進(jìn)行數(shù)值積分，最終對拖纜空間構(gòu)形進(jìn)行了仿真。通過改變船舶拖曳回轉(zhuǎn)半徑的大小，研究得到了隨船舶拖曳回轉(zhuǎn)半徑變化，拖纜首部端點回轉(zhuǎn)半徑與拖纜尾部端點回轉(zhuǎn)半徑間的變化規(guī)律；通過改變船舶拖曳速度、拖

2、纜纜長的大小，研究得到了拖曳纜索尾端深度值隨船舶拖曳速度、拖纜纜長變化的規(guī)律。
　　基于國際先進(jìn)水動力學(xué)分析軟件 OrcaFlex，設(shè)計了水下拖曳系統(tǒng)回轉(zhuǎn)動態(tài)仿真模型并設(shè)定了環(huán)境載荷參數(shù)及組件參數(shù)。動態(tài)模擬了水下拖曳體系的回轉(zhuǎn)過程。結(jié)合仿真計算結(jié)果，研究得到了拖曳點 endA和拖曳纜索尾端 endB深度值在時域上的變化規(guī)律；纜索張力和纜索曲率沿纜長方向的變化規(guī)律。通過對比有流及無流條件下纜索的動態(tài)響應(yīng)變化，討論了海流對水下拖曳系統(tǒng)