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原文传递深海拖曳系统动力学分析研究

论文题名：	深海拖曳系统动力学分析研究
关键词：	深海拖曳系统;动力学模型;图形用户界面;线性处理
摘要：	深海拖曳系统（“深拖”），主要由拖曳母船、拖缆和拖体三部分组成。深海拖曳系统通常其本身没有推进功能，靠母船拖带运动，可携带各种仪器设备进行近海底、远距离、长时间的海底地形地貌、浅层地质和海水物理化学等调查。由于上述特点和优势，随着人类探索、开发和利用海洋逐渐向深海发展，深海拖曳越来越广泛地被应用于各种国际海洋科学考察和研究中。　　拖缆动力学计算是研究深拖系统的基础。但是，尽管经过了半个多世纪的发展，目前对于系统中拖缆的研究尚有一些运动和计算的问题需要解决。而解决这些问题首先需要对拖缆在水下的性状有所了解。所以，本文将通过建立拖缆的动力学模型来求解拖缆的非线性动力学问题并引申到深拖系统的动力学问题，利用计算结果预报深拖系统的性能及运动规律，从而为深拖系统设计和安全操作提供参考依据。　　本文在对拖缆进行动力学计算的过程中，首先将拖缆在空间和时间上进行离散化处理，建立拖缆的离散化动力学模型。在离散化模型的节点处，建立拖缆的非线性弯矩平衡方程组。在离散化后处理计算过程中，提出将非线性弯矩平衡方程组线性处理的计算方法。通过求解线性方程组，得到拖缆在不同时刻的形态、受力及运动规律。并利用MATLAB程序语言对拖缆计算程序进行了编写。　　接着，在拖缆动力学模型的基础上，在拖缆下端点加载拖体，使拖缆系统转化为深拖系统。完善上述拖缆的动力学模型来建立深拖系统的动力学模型。修改拖缆的MATLAB计算程序使其适用于深拖系统。并利用该程序对国家“863”计划《深拖通用接口平台》中的深拖系统的动力学进行了求解。　　最后，在对拖缆和深拖系统动力学分析研究的基础上，利用MATLAB程序语言的图形用户界面GUI，设计出一套计算深拖系统的图形控制界面。通过可视化的界面来控制程序的运行，实现对拖缆动态和静态仿真图像的显示等功能，使得整套计算系统更加简单直观。
作者：	沈晓玲
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	连琏;徐雪松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文