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海流作用下潜标及其系留系统耦合作用的实验研究
| 论文题名： | 海流作用下潜标及其系留系统耦合作用的实验研究 |
| 关键词： | 潜标系统;耦合动力响应;减振优化;海流作用 |
| 摘要： | 上世纪五十年代由美国率先发展起来的潜标系统又称为水下浮标系统，是通过系缆固定于特定海域和水深进行工作的。它具有观测周期长、隐蔽和稳定性能好、不易受海面气象水文条件影响、能进行定点及多参数剖面观测的优点。如今潜标系统作为一种新型载体，被广泛应用于海洋地质活动观测、海洋水文以及水下探测等方面，对于人类认识和发展海洋起着举足轻重的作用。 与大型浮体或者浮式海洋结构物不同，海流作用下潜标-系留系统的耦合动力响应有着其自身的特点。对于潜标系统而言，由于其质量和体积相对较小、净浮力有限，不能简单把潜标体的运动作为缆绳的边界条件，缆绳在受到海流作用时会对潜标体产生较大的影响。当二者耦合动力响应过大时会导致潜标所载测试设备无法正常工作，从而影响所获取数据的正确性和可靠性。 本文主要针对海流作用下，某单点绷紧式系泊潜标系统振动响应过大，导致其所载测试装置无法正常工作的问题，在分析所载设备过载条件的基础上，对标体振动响应过大的原因进行初步分析和推测。根据推测和分析设计实验方案进行海卜现场实验验证，通过对现场测试数据的分析得到了该潜标系统的耦合动力特性。分析发现，海流作用下系缆产生的横向涡激振动所引起的系缆垂向伸缩是导致潜标振动的主要原因。同时还得出导致所载测试设备无法正常工作的主要原因是潜标体的垂向振动强度过大。 根据现场测试所得结果，作者进一步设计了水池试验方案并制作加载系统，用以模拟海流作用下缆绳对潜标体的激励作用。同时在缆绳与标体问加入弹性连接件，通过改变连接件刚度和潜标体的净浮力等参数，对该潜标系统进行减振优化探讨。分析不同参数与潜标体振动响应的关系，得到了满足潜标系统所载测试设备对载体振动响应要求的具体参数，其所采用的研究方法及得出的结论为其他同类潜标系统的减振优化提供了借鉴。 |
| 作者： | 田伟辉 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 杨永春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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