針對(duì)海洋測(cè)量水下拖曳設(shè)備位置確定問題,綜合考慮拖纜受力、海流影響以及水下拖體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),建立了水下拖曳設(shè)備的位置計(jì)算模型,并仿真計(jì)算分析了測(cè)量船在不同航行狀態(tài)下拖曳設(shè)備位置確定的規(guī)律,探討了不同海流效應(yīng)對(duì)拖曳設(shè)備位置確定的影響。仿真計(jì)算結(jié)果表明,在海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境作用下,拖纜各方向的偏移明顯呈曲線形狀,非簡(jiǎn)單幾何運(yùn)算所確定。測(cè)船各方向的運(yùn)動(dòng)均可對(duì)水下拖體的位置在相應(yīng)方向產(chǎn)生一定影響,而水下拖體位置的變化量小于測(cè)船拖點(diǎn)位置的變化量。海流對(duì)水下拖曳設(shè)備定位可造成數(shù)米的偏差,需進(jìn)行相應(yīng)改正。建議可考慮采取船載式ADCP實(shí)時(shí)測(cè)流輔助水下拖曳設(shè)備定位的工作模式。 

【文章來源】：海洋測(cè)繪. 2020,40(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖２拖纜運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系及拖纜受力分析示意圖??拖纜運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系通過３次旋轉(zhuǎn)可與空間固定坐??＿

．５０??７??彈性模量￡：（Ｎ／ｍ２）??２．?ＯｅｌＯ??８??拖體長(zhǎng)度Ｌ（ｍ）??１．００??９??拖體直徑ｄ（ｍ）??０．１０??１０??拖體質(zhì)量（ｋｇ）??２５??１１??拖體重心坐標(biāo)??（ｘｇ，ｙｇ９ｚｇ）（ｍ）??（〇，〇，〇）??１２??拖體浮心坐標(biāo)??（ｘｃ９ｙｃ，ｚｃ）?（ｍ）??（０，０，０）??此外，拖體其他參數(shù)采用文獻(xiàn)［１１?］的參數(shù)。??３．１測(cè)船勻速直線航行??設(shè)定測(cè)船在勻速直航，船速為ｈ?＝?－５?ｍ／Ｓ，經(jīng)計(jì)??算，拖纜及水下拖體的空間位置見圖３。??圖３勻速直航拖纜及拖體的空間位置示意圖??由圖３可看出，在勻速直線航行狀態(tài)下，水下拖??體的空間位置無橫向偏移，并且深度基本保持不變。??３．?２測(cè)船振蕩運(yùn)動(dòng)影響??考慮到海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境作用，測(cè)船航行會(huì)受風(fēng)浪??等影響存在周期振蕩運(yùn)動(dòng)，取測(cè)船振蕩運(yùn)動(dòng)在拖點(diǎn)??處數(shù)值上分為橫向、縱向和垂直振蕩三種形式。其??表達(dá)式為：Ｓ；?＝ｊｆｆ；ｓｉｎ（＜？ｔ）?〇??式中，為測(cè)船拖點(diǎn)處的坐標(biāo)，下標(biāo)ｉ表示這３??個(gè)方向；盡為各方向振幅，取為ｌ．〇ｍ沖為角速度；為??簡(jiǎn)便起見，所有初始相位均為零；運(yùn)動(dòng)周期為ｌ〇ｓ。??（１）橫向振蕩＝５，＝凡ｓｉｎ（＜ｕｔ）??求解〇設(shè)為變量Ｉ的第饑次近似值，則：??ｒ＂＋１?＝Ｘｍ?＋?ＡＸｍ?（２０）??取拖纜長(zhǎng)度為１００?ｍ，得到測(cè)船橫向振蕩運(yùn)動(dòng)??時(shí)測(cè)船拖點(diǎn)及水下拖體的位置變化，見圖４。??

拖體位置??－＾０￣￣＾５０￣￣念￣￣＾￣￣０￣￣＾＾００??（ｂ）測(cè)船拖點(diǎn)及水下拖體ＺＺ平面?zhèn)纫暎??圖４橫向振蕩拖點(diǎn)位置、拖體位置的變化示意圖??由圖５可看出，①測(cè)船拖點(diǎn)縱向振蕩使水下拖??體尤方向位置發(fā)生改變，同時(shí)造成拖體深度呈現(xiàn)周??期上升和下沉，變化范圍為４．?７５￣５．?５２?ｍ；②測(cè)船拖??點(diǎn)縱向振蕩造成拖體深度變化范圍略小于測(cè)船拖點(diǎn)??橫向振蕩對(duì)拖體的深度變化。??（３）垂向振蕩：Ｓｚ＝ｊｆｆ２ｓｉｎ（ｏ？）??（ａ）測(cè)船拖點(diǎn)及水下拖體位置空間三維示意圖??圖６垂向振蕩拖點(diǎn)位置、拖體位置的變化示意圖??３．?３?海流效應(yīng)影響??設(shè)定海流僅在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，垂向速度為零。??取拖纜長(zhǎng)度為５０?ｍ，海流速度為０．?５?ｍ／ｓ。海流的??具體表達(dá)設(shè)定為：??Ｊ（ｚ）?＝?０．?５（ｃｏｓ０ｉ?＋?ｓｉｎｆｆｊ?＋?０?？?ｋ）?（２１）??式中，０為海流速度矢量與空間慣性坐標(biāo)系（０－??軸正向的夾角。??為便于研究，本文對(duì)各方向海流作用下拖纜及??拖體位置進(jìn)行了相應(yīng)計(jì)算，分別�。�?＝?０。，?３０。，４５。，??６０。，９０。，１２０。，１３５。，１５０。，１８０。，進(jìn)人穩(wěn)定狀態(tài)后拖??纜及水下拖體的空間位置見圖７。??－？－測(cè)船拖點(diǎn)位置??１??１??水下拖體位置．??１????１??１??１??１???１???１??１?１??１?寸????１?１??“」一．．丨丨ｉ?Ｊ??１??－＾００?－１５０?－１００??（ｂ）測(cè)船拖點(diǎn)及水下拖體平面?zhèn)纫晥D??圖５縱向振蕩拖點(diǎn)位置、拖體位置的變化示意圖??由圖６可看出，①測(cè)船拖點(diǎn)垂向振蕩可使拖體??Ｚ方向位置發(fā)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3478028