通過使用MATLAB仿真計算方法,研究了潛標錨系浮力配置方案對于動態(tài)布放過程力學性能的影響。文中列舉了4種錨系浮力配置方案,運用集中質量法建立了4種錨系的彈簧-質量節(jié)點模型,通過編寫MATLAB仿真程序,模擬了4種錨系的布放運動過程。通過對布放運動過程中的錨系姿態(tài)軌跡、垂向運動、水平運動、海床基著底過程和纜段張力變化等指標進行對比,得出4種錨系各自布放力學性能指標上的優(yōu)劣。仿真結果表明:將多個浮球集成為單個大浮力節(jié)點的方案縮短了錨系整體長度,有利于錨系在水中維持垂直度,但降低了錨系抗漂移能力;將浮力節(jié)點分散布置在各非浮力結構節(jié)點上方,可以降低連接纜段上的張力極值,但會使張力變化幅值增大。基于仿真結果,建議潛標錨系浮力配置優(yōu)化的設計思路為:集中小浮球為緊湊浮力節(jié)點,適當加長上部浮力節(jié)點與下部非浮力節(jié)點之間的距離,浮力節(jié)點分散布置和適量減少上部的浮力節(jié)點數(shù)量。 

【文章來源】：海洋技術學報. 2020,39(02)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

錨系與坐標系示意圖

潛標錨系工作水深為水下100 m，海流以平面線性流為主，采用二維坐標系進行分析和計算，所采用的流速廓線如圖2所示。計算所采用的坐標系以海平面水平線為X軸，豎直方向為Z軸。原點設在頂部浮球的型心，即每個錨系模型第一個下水節(jié)點的初始坐標均為（0,0）。在水中所有節(jié)點的Z軸坐標都為負值。海流方向與X軸正向相反。1.2力學分析

根據(jù)集中質量法，將系留索簡化為多段忽略彎曲剛度的彈簧，系留索自身及儀器裝置的質量、截面積等參數(shù)集中在系留索兩端的節(jié)點，受力分析如圖3所示。在布放過程中，節(jié)點（Xi,Zi）受到的作用力包括：浮力B，重力G，系留索張力T，水動力阻力FD和慣性力I。圖中，UX為海流水平流速，V為該節(jié)點的運動速度。下標i表示第i個節(jié)點。


本文編號：3463974