海洋資源勘探系統(tǒng)是海洋勘探技術(shù)的重要組成部分,其中海洋地震拖纜是此系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。在實(shí)際的勘探過程中,拖纜阻力對(duì)勘探的效率和質(zhì)量以及整個(gè)勘探系統(tǒng)的安全性有著比較大的影響,因此有必要對(duì)速度、外界干擾等影響因素進(jìn)行研究。論文以海洋地震拖纜為研究對(duì)象,首先建立了海洋地震拖纜三維數(shù)學(xué)模型,通過線性化方法,得到拖纜二維運(yùn)動(dòng)方程,為模型拖纜的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究提供了理論依據(jù)。為分析速度等因素對(duì)拖纜阻力的影響,對(duì)模型拖纜進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到不同速度下模拖纜的阻力,并得出在速度較低時(shí),拖纜阻力與速度的二次方基本成正比關(guān)系。為能夠準(zhǔn)確測(cè)量拖纜阻力,考慮水下實(shí)驗(yàn)的特殊性和被測(cè)力的范圍等因素,基于應(yīng)變測(cè)試技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了符合實(shí)驗(yàn)要求的彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)。對(duì)此測(cè)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析和標(biāo)定實(shí)驗(yàn),證實(shí)此測(cè)力機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)力范圍內(nèi)有很好的線性度和靈敏度,此設(shè)計(jì)也為今后相似的水下實(shí)驗(yàn)提供了一種可行的測(cè)力方法。為研究速度、橫向干擾等因素對(duì)拖纜阻力的影響,論文基于上述測(cè)力機(jī)構(gòu)和縮尺比理論設(shè)計(jì)并完成了模型拖纜的拖曳實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算分析,得出以下結(jié)論:無外部激勵(lì)時(shí)拖纜阻力與拖曳速度的二次方成正比關(guān)系,驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 國際方面
        1.1.2 國內(nèi)方面
    1.2 海洋勘探技術(shù)發(fā)展歷程
    1.3 海洋地震勘探拖纜系統(tǒng)
        1.3.1 拖纜系統(tǒng)介紹
        1.3.2 水鳥內(nèi)部控制系統(tǒng)介紹
    1.4 拖纜系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 拖纜的數(shù)值研究
        1.4.2 拖纜的實(shí)驗(yàn)研究
    1.5 論文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 水下拖纜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
    2.1 拖纜坐標(biāo)系
        2.1.1 坐標(biāo)系定義及變換
        2.1.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中的微分關(guān)系
    2.2 海洋地震拖纜數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 拖纜作用力平衡方程
        2.2.3 拖纜運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.4 拖纜邊界條件
        2.2.5 拖纜控制方程
    2.3 拖纜模型的線性化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 模型拖纜數(shù)值計(jì)算
    3.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程
        3.1.1 質(zhì)量守恒方程
        3.1.2 動(dòng)量守恒方程
    3.2 SSTk-ω湍流模型
    3.3 模型拖纜的數(shù)值計(jì)算
        3.3.1 模型拖纜的計(jì)算域和網(wǎng)格劃分
        3.3.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 模型拖纜實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募半y點(diǎn)
    4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及工況的設(shè)計(jì)
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)
    4.3 實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)備
        4.3.1 拖曳水池及拖車系統(tǒng)
        4.3.2 模型拖纜
        4.3.3 數(shù)據(jù)采集分析設(shè)備
        4.3.4 橫向干擾激勵(lì)系統(tǒng)
        4.3.5 水下攝像機(jī)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
    5.1 彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的和要求
    5.2 彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和測(cè)力原理
    5.3 彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)各部件的選取
        5.3.1 套筒及連桿的選取
        5.3.2 彈性元件的選取
        5.3.3 應(yīng)變片的選取
    5.4 彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)的理論分析與數(shù)值計(jì)算
        5.4.1 傳感器機(jī)構(gòu)受力理論分析
        5.4.2 有限元法求解彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)
    5.5彈性測(cè)力機(jī)構(gòu)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)
        5.5.2 實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)記錄
    5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算和對(duì)比分析
    5.7 本章小結(jié)
第6章 無外部激勵(lì)模型拖纜阻力實(shí)驗(yàn)
    6.1 數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換
    6.2 尾拖阻力實(shí)驗(yàn)分析
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)信號(hào)記錄與數(shù)據(jù)計(jì)算
        6.2.2 尾拖實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.3 拖纜阻力實(shí)驗(yàn)分析
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)信號(hào)記錄及數(shù)據(jù)計(jì)算
        6.3.2 拖纜阻力實(shí)驗(yàn)分析
        6.3.3 數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較
    6.4 量綱分析法在拖纜阻力計(jì)算中的應(yīng)用
        6.4.1 量綱
        6.4.2 量綱分析原理
        6.4.3 量綱分析的一般方法
        6.4.4 拖纜阻力的量綱分析法
第7章 橫向正弦激勵(lì)下模型拖纜阻力實(shí)驗(yàn)
    7.1 拖纜阻力數(shù)據(jù)信號(hào)記錄
    7.2 阻力數(shù)據(jù)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    7.3 受低頻干擾的一般拖纜的阻力估算
    7.4 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況



本文編號(hào)：3840769