本文關鍵詞：水下航行器拖曳系統(tǒng)運動仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下拖曳系統(tǒng)作為一種高效的海洋探測平臺,在深海探測開發(fā)中起著十分重要的作用。本文以我國深海裝備技術與產業(yè)的發(fā)展需求為背景,對新興的水下航行器拖曳系統(tǒng)動力學響應進行了研究,具有較大的工程應用價值和科學研究意義。首先,通過對前人關于拖曳系統(tǒng)的研究方法進行總結歸納,對比各方法優(yōu)缺點及使用范圍,最終確定采用集中質量法建模拖纜,建立其動態(tài)運動數學模型。討論了尾部多種邊界條件的運動模型,其中對于拖體尾端,使用六自由度方程對其建模,充分考慮了與拖纜的運動學和動力學耦合影響,同時給出了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運動數學模型。使用數值方法對數學模型進行求解,并根據前人的試驗數據和仿真結果對本文數學模型和數值求解進行驗證。其次,利用所建模型,對拖曳系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和鋪纜運動進行仿真研究,就主要系統(tǒng)參數和運行環(huán)境對系統(tǒng)響應的影響進行分析,并應用所得結果為某水下航行器的近海底鋪纜設計了海試方案。最后,對拖纜與拖體耦合系統(tǒng)的動態(tài)運動特性進行了仿真分析,給出了水下航行器在直航變速、垂向振蕩和水平面內回轉運動時系統(tǒng)的響應,總結系統(tǒng)運動規(guī)律,對實際應用中的操控調節(jié)具有指導意義。
【關鍵詞】：水下航行器 拖曳系統(tǒng) 集中質量法 纜體耦合 數值模擬
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.941
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 拖纜研究綜述11-16
• 1.2.1 數學模型建立形式綜述13-15
• 1.2.2 數值解法研究綜述15-16
• 1.3 海底鋪纜研究綜述16-17
• 1.4 本文主要研究內容及使用方法17-19
• 第二章 拖曳系統(tǒng)數學模型建立與數值求解19-48
• 2.1 前言19
• 2.2 基本假設條件19
• 2.3 坐標定義19-21
• 2.3.1 坐標系定義及角度說明20-21
• 2.3.2 坐標系間轉換矩陣21
• 2.4 拖纜運動控制方程21-27
• 2.4.1 集中質量法數學模型22-27
• 2.4.2 運動邊界條件27
• 2.4.3 拖纜初始條件27
• 2.5 尾端運動數學模型27-36
• 2.5.1 自由端邊界條件27-28
• 2.5.2 海底鋪纜邊界條件28-29
• 2.5.3 水下拖體邊界條件29-36
• 2.6 穩(wěn)態(tài)運動數學模型36-38
• 2.6.1 穩(wěn)態(tài)運動控制方程36-37
• 2.6.2 初始值方程37-38
• 2.7 數值求解及仿真驗證38-47
• 2.7.1 穩(wěn)態(tài)運動仿真驗證39-43
• 2.7.2 動態(tài)運動仿真驗證43-47
• 2.8 本章小結47-48
• 第三章 拖曳系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運動研究及鋪纜海試方案設計48-59
• 3.1 前言48
• 3.2 穩(wěn)態(tài)運動仿真分析48-52
• 3.2.1 拖纜阻力系數影響49-50
• 3.2.2 拖曳速度影響50-51
• 3.2.3 非均勻海流影響51-52
• 3.3 近海底鋪纜仿真應用52-58
• 3.3.1 鋪纜方式選取53
• 3.3.2 仿真分析影響因素53-56
• 3.3.3 海試方案設計及海試概況56-58
• 3.4 本章小結58-59
• 第四章 拖曳系統(tǒng)動態(tài)運動研究59-68
• 4.1 前言59
• 4.2 系統(tǒng)參數及算法實現59-61
• 4.2.1 系統(tǒng)參數59-60
• 4.2.2 算法實現60-61
• 4.3 各種工況下系統(tǒng)動態(tài)運動響應61-67
• 4.3.1 水下航行器直航變速運動響應62-63
• 4.3.2 水下航行器振蕩運動響應63-64
• 4.3.3 水下航行器回轉運動響應64-67
• 4.4 本章小結67-68
• 第五章 總結與展望68-71
• 5.1 研究總結68-69
• 5.2 展望69-71
• 附錄A71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-79
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文79

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 李英輝,李喜斌,戴杰,龐永杰,徐玉如;拖曳系統(tǒng)計算中拖纜與拖體的耦合計算[J];海洋工程;2002年04期

  本文關鍵詞：水下航行器拖曳系統(tǒng)運動仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：397067