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系泊系统的三维动力学分析及实验研究
| 论文题名： | 系泊系统的三维动力学分析及实验研究 |
| 关键词： | 海洋工程;系泊系统;集中质量;动力学性能;数值模拟 |
| 摘要： | 系泊系统具有结构简单、成本低等显著优点,因此在海洋工程中获得了广泛的应用。其中系泊系统中的单点系泊在海洋浮/潜标系统、单点系泊网箱养殖、单点系泊游轮等领域中都得到了广泛应用。文中对系泊系统进行了动力学建模,对于以潜标为模型的单点系泊系统研究了其在不同的海洋环境投放过程中的动力学响应和系统所承受的载荷。对于以海带养殖为模型的多点系泊系统研究了其海带缆绳模型在不同海洋环境下各节点的动力学响应、海底橛缆的张力响应,研究内容为深入理解系泊系统的动力学机理,预测系泊系统性能,保证系统安全可靠地工作提供了理论依据。 文中采用基于集中质量的多边形近似法研究系泊系统的动力学性能,考虑各节点的水动力和缆绳的弹性变形,在时域内对系泊系统进行了动力学建模,分析系泊系统中节点的运动、系统姿态和缆绳的受力情况。 对潜标模型的投放过程进行了数值模拟,并计算获得了在布放过程中节点的速度和空间运动轨迹。为验证数值模拟结果的准确性,设计了单点系泊系统的实验模型,并在水池内进行模拟实验,获得的实验数据和数值模拟结果获得了较好的吻合效果。 基于集中质量—弹簧模型,将悬挂于缆绳上的海带苗简化成一个节点,研究了海带养殖模型在海流和波浪激励下的节点动力学响应和海带苗绳的姿态,并模拟了在多年一遇的恶劣天气情况下的系统动力学响应,苗绳水层的模拟对于海带养殖过程中获得合适的水层和充足的光照具有指导意义,并且为海带的安全养殖和缆绳的选取提供了理论支持。 |
| 作者： | 徐建鹏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 常宗瑜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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