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多分支拖曳线列阵系统水动力学研究
| 论文题名： | 多分支拖曳线列阵系统水动力学研究 |
| 关键词： | 拖曳线列阵声纳系统;水动力性能;稳态直航;回转半径;流速变化;灵敏度 |
| 摘要： | 二十一世纪以来，拖曳线列阵声纳系统的研究速度日益加快。无论是国防备战，海洋资源勘探，还是钻井平台等海洋设备的维修，都离不开拖曳系统的研发和使用。因此，对拖曳系统的水动力分析也越来越多，其应用也越来越广泛。文章则针对拖曳系统的水动力性能进行了详细的模拟及分析，主要工作如下： 1)对拖曳线列阵声纳系统的发展背景和路程进行概述，总结线列阵的研究方法，比较算法的优劣。 2）对缆索-凝集质量体的动态问题分别建立了控制方程，并对边界条件做出了相应的规定。 3）将系统两点非线性边值问题转换为迭代计算两点准线性问题。再将两点准线性问题在空间坐标系中进一步分解为一系列拟线性初值问题，最后将缆索从一端到另一端进行数值积分计算，以得到缆索的运动学计算方程。 4）从单线阵入手，首先建立单线阵系统模型，再对模型的稳态直航和回转拖曳进行分析，并分析系统对工况参数的敏感性。 5）建立多分支拖曳线列阵模型，比较分析各分支线阵系统的参数敏感性，分析结果，并对多线阵的实际设计和操作提出相应意见。 通过文章研究，主要得到以下几个结论： 1）稳态直航情况下，海流流速以及拖曳角度均会对线阵的姿态以及张力产生较大的影响。流速增大会增加系统张力并降低系统的拖曳深度。 2）拖曳系统回转过程中存在回转临界半径，回转过程中拖曳线系统的运动轨迹始终位于拖曳船体运动轨迹内侧。若拖船回转半径不变，拖速越大，则拖体回转半径越小，拖曳深度越小，且拖曳点张力随着拖曳深度增加而减小。 3）水鸟可以提高多分支拖曳系统的稳定性。 4）拖曳系统对流速改变的灵敏度较大。在流速为假定值的情况下，船舶拖曳线列阵的拖曳段张力极值、拖曳段张力幅值差以及尾绳段振动极值的变化随浪高成近似线性分布；在浪高为假定值的情况下，船舶拖曳线列阵的拖曳段张力极值、拖曳段张力幅值差以及尾绳段振动极值随流速变化比较紊乱。 |
| 作者： | 汤志臣 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 包雄关;朱克强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁波大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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