导流缆拖曳系统准动态运动建模及仿真

为准确预报分析导流缆拖曳系统的宏观(整体)运动,同时为避免模型过于复杂致方程系数难以准确获取而显得没有实际意义,提出了一个准动态四自由度运动模型以描述导流缆的运动,并采用数值仿真研究方法分析其运动响应特性.根据导流缆微元运动特点,将其运动分解为3个动态平动运动自由度及1个稳态轴向转动运动自由度;并根据集中质量法基本思想,推导给出了具体的四自由度运动控制方程,较为完整地计入了缆张力、流体作用力、重力、浮力及各力矩的作用,并采用四阶龙格库塔方法积分求解方程.通过数值仿真计算,研究了导流缆拖曳系统在不同情况下的运动,并得到了一些有意义的运动响应特性.

导流缆拖曳系统运动敏感性分析与探讨

为探讨导流缆拖曳系统各模型参数对其稳态运动性能的影响,采用数值仿真方法对拖曳系统的运动敏感性进行了具体的分析研究.在给出具体的拖曳系统运动数学模型的基础上,以拖曳深度、张力、侧漂3个稳态运动响应参数作为评估指标,借助模型参数敏感性指数,仿真计算了缆阻力系数、单位长度质量、重心浮心水动力中心位置及拖体重量等模型参数变化对导流缆拖曳系统运动的影响.结果表明,缆阻力系数、单位长度质量及拖体重量对系统运动有显著影响,而缆重心浮心水动力中心的侧向偏移则和系统的漂移现象密切相关.

各向异性弯矩扭矩作用下导流缆运动建模与仿真

为分析导流缆各向异性弯矩、扭矩对其运动的影响并解决其数学建模问题,基于集中质量法基本原理,推导出导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的四自由度运动模型,并采用数值仿真方法,对导流缆在弯矩扭矩作用下的运动进行了定性的研究探讨.模型中以拖缆微元的3个姿态角为基准,给出完整的三维曲率、弯矩、扭矩及剪力的确定方法,并计入弯扭耦合作用,将其以剪力和扭矩的形式溶入到缆的运动控制方程中去,采用龙格库塔积分求解模型.最后通过仿真研究,定性研究了导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的运动响应特性,并给出定性的运动规律.

基于CFD仿真的导流缆侧漂分析

为研究水下拖曳系统中导流缆侧漂机理,基于CFD方法,对导流缆进行仿真计算.对导流套进行受力分析,求解在重浮力力矩、流体动力矩和摩擦力力矩作用下,导流套的侧向力以及导流套不对称绕流所产生的侧向力.结合水槽试验,分析试验结果与仿真结果,确定三种力矩作用下引起的侧向力是导流缆侧漂的主要原因.此外,导流套不对称也是导流缆侧漂的重要原因.最后,给出减小导流缆侧漂的改进措施.