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1.
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水下拖曳系统水动力特性的计算流体力学分析 被引次数：1
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李志印 吴家鸣《中国造船》,2007年第48卷第2期
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提出了一种新型的水下拖曳系统三维水动力数学模型。在该模型中拖曳缆绳的控制方程由Ablow andSchechter模型给出,Gertler and Hargen的水下运载体六自由度运动方程被用来描述拖曳体的水动力状态。通过对拖曳缆绳和拖曳体的控制方程在连接点处进行边界条件耦合,从而构成整个拖曳系统的水动力数学模型。在研究中,拖曳系统的水动力数学模型通过时间与空间的中心差分方程来逼近,每一时刻拖曳体所受的水动力通过求解Navier-Stokes方程得到。所提出的模型特别适用于拖曳体为非回转体、非流线型的主体,或必须考虑拖曳体各组成部分的水动力相互影响的情况。计算结果与相应的实验室样机试验结果的比较表明,所提出的模型可以有效地预报拖曳系统的水动力特性。利用所提出的水动力模型,对华南理工大学提出的自主稳定可控制水下拖曳体在实际海况下的数值模拟结果显示,所分析的拖曳体具有良好的运动与姿态稳定性,是一种值得开发研究的新型水下拖曳体。
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2.
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二级深拖系统的回转运动特性
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《船舶工程》,2017年第9期
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为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立二级深拖系统数学模型,计算分析母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径和拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化及稳态特性有显著影响。母船小半径、大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。
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3.
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海洋拖曳系统对船舶操纵性能的影响 被引次数：1
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金良安 苑志江 迟卫 田恒斗 卢祎斌《交通运输工程学报》,2013年第13卷第1期
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将拖曳母船、拖缆和拖曳体视为一个相互作用的整体,利用耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力与其产生的力矩,分别计入船舶操纵性运动方程和拖曳体六自由度运动方程,结合拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体耦合运动模型,采用数值计算方法,对比分析了海洋拖曳系统对船舶操纵性产生的影响.计算结果表明:当计入拖缆和拖曳体耦合影响后,船舶稳态运动时的速度会降低,改变量为3％～5％；船舶回转机动时,速度、回转半径与横摇角会降低,改变量分别为2％～3％、2％～4％和11％～21％.采用船/缆/体耦合运动模型计算得到的船舶操纵性能符合实际,可为预报海洋拖曳系统的运动信息提供理论依据.
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4.
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拖曳锚安装缆绳在海床土中的嵌入特性
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高涛 柳成林 刘海笑《港工技术》,2012年第49卷第6期
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在深水或超深水海洋油气资源的开发中广泛应用的新型拖曳锚,由于受到安装缆绳拖曳力的作用会逐渐嵌入海床,在海床土体中安装缆绳嵌入段长度的变化规律体现了缆绳的嵌入特性,对锚板的精确定位和优化安装具有重要意义.基于嵌入缆绳单元的受力模型,建立粘性土和无粘性土中嵌入段缆绳长度的理论预测公式,分析预测受力模型的关键参数对嵌入段缆绳长度的影响,并采用可视化追踪技术对理论模型进行验证.
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5.
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二级深拖系统回转运动特性研究
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庞师坤 刘旌扬 王 健 李英辉 易 宏《船舶工程》,2017年第39卷第9期
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相对于一级深拖系统,二级深拖系统具有良好升沉补偿功能,并且较易对拖体进行定深或定高控制。在实际工作中,母船经常需要根据探测情进行回转机动。为了研究母船回转过程中拖体运动规律和拖缆构形的变化情况,采用凝集质量法建立了二级深拖系统的数学模型,计算分析了母船不同回转参数下拖体运动状态的变化规律,得到了拖缆的瞬态和稳态构形图。仿真结果表明,在360°稳态回转和360°单圈回转条件下,母船回转半径、拖曳速度均对一级拖体和二级拖体的深度变化以及稳态特性有显著影响。母船小半径大速度回转时,两级拖体的回转半径和深度变化较大,应予以特别关注。
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6.
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波流联合作用下多分枝拖曳线列阵回转过程的动力学分析 被引次数：1
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张大朋 朱克强 李园园 严心宽 姬芬芬《船舶工程》,2015年第37卷第11期
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参考某海洋地震多分枝拖曳线列阵具体参数和该拖船的海浪响应幅值算子(RAO),结合该船工作时的具体过程,利用大型水动力分析软件OrcaFlex建立了多分枝线列阵回转过程时的动力学分析简化模型,实现了对多分枝拖曳线列阵在回转过程中的动力学分析,得到了波流联合作用下,各个拖缆的张力和曲率沿缆长方向的变化规律及各个缆索拖曳点End A 和拖曳缆索拖曳尾端End B 的张力值在时域上的变化图像。结合计算结果,给出了多分枝拖曳线列阵在回转过程中的优化设计方案。
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7.
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母船垂荡运动下拖缆响应研究
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敖雷 连琏 徐雪松 姚宝恒《船舶工程》,2013年第35卷第Z2期
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基于弯矩平衡方程和有限元离散单元法建立拖缆离散动力学模型,通过对拖缆离散方程组线性化处理,将非线性动力学方程转化为关于求解角度的线性问题。设定缆绳初始形态,通过时间迭代对方程求解得到拖曳系统稳定运动形态。母船在海面会发生升沉运动,由于母船垂荡运动对水下拖缆的耦合影响,拖曳系统稳定形态受到破坏,拖缆受力发生改变,系统可能处于危险状态。考虑母船垂荡运动的耦合效应,通过MATLAB对拖曳系统进行仿真计算,得到拖缆的运动参数和受力响应情况,对拖曳系统在实际作业中提供参考。
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8.
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船用丙纶缆绳的水阻力试验研究
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郭欣 于洋 俞爱华《船海工程》,2012年第41卷第2期
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在船模拖曳水池中进行了船用丙纶缆绳的水阻力试验。缆绳切向阻力系数由长、短两根裸绳直拖试验而获得,为0.036;法向阻力系数由缆绳悬挂重物吊拖试验得到为1.66。
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9.
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深海电动牵引绞车设计与缆绳张力控制
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赵忠 伏圣钊 李会芳 朱鹏程《船舶工程》,2022年第1期
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缆绳拖曳绞车是深海探测领域的必备装备。为改善拖曳绞车深海科考过程中由于海浪、洋流与母船运动引起的光电复合缆绳断裂、磨损、鼓缆等缆绳张力问题，设计一款新型电动双驱绞车，结构包括双驱动牵引绞车、排缆机构和储缆绞车等。其中，牵引绞车包括主驱绞盘和辅驱绞盘，通过速度力矩混合伺服方法协同控制缆绳高低张力，克服了单驱绞盘浮动引起的缆绳磨损弊端。绞车采用Profinet通信解决了串行通信抗干扰能力差的问题。采用光电复合缆绳进行带载收放试验，结果表明，相对于单驱动绞车，双驱动绞车能够有效防止缆绳磨损滑移，衰减张力的同时抑制张力突变，充分保护缆绳。
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10.
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舵速对船舶波浪中回转及横摇的影响
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朱冬健 马宁 顾解忡 邓德衡《舰船科学技术》,2015年第4期
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基于经典MMG模型和统一理论建立操纵性和横摇四自由度耦合模型,利用耦合模型叠加波浪力的方式来预报船舶波浪中的回转和横摇特性。波浪力采用三维面元法计算,并根据船舶实时速度和遭遇浪向进行二维插值。通过自航模试验进行模型验证,预报了不同操舵速度对船舶回转和横摇的影响。研究表明耦合模型能够有效地仿真船舶的回转及横摇,回转过程中操舵速度越大船舶改变航向和航迹的能力越强,纵距越小,但会给船舶造成较大的横摇。
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11.
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基于有限元法的双缆水下作业仿真
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《船舶》,2020年第4期
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借鉴在船体结构中成熟运用的有限元法,融合刚体动力学的仿真分析手段,利用Matlab软件对两条水下作业的缆绳进行仿真分析,得到缆绳随时间变化形态,从而判断双缆是否会在水下发生干涉。文章首先分析了船舶运动的对缆绳投掷点的影响,其次给出了缆绳在水下的动力学模型,最后通过仿真得出缆绳在水下的形态。
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12.
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沿底定深拖曳系统运动仿真 被引次数：1
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吴书广 徐晶晶《舰船科学技术》,2012年第4期
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主要研究分析沿底定深拖曳系统的拖体机动性,通过建立沿底定深拖曳系统的数学模型,采用运动仿真计算分析的方法,验证了沿底定深拖曳系统有足够的定深能力和避障能力,但在实际应用中还需要采取辅助手段来提高避障高度.
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13.
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海流作用下拖曳线列阵稳态运动性能分析与计算
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《舰船科学技术》,2013年第12期
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预测和计算拖曳线列阵的静态构型是拖曳线列阵设计中的重要一环。本文通过分析拖曳线列阵的稳态运动性能,计算海流作用下拖曳线列阵运动的稳态解,分析海流方向、海水密度、拖曳速度对拖曳线列阵稳态运动的影响,为线列阵的初步设计和舰艇的操作策略提供指导。
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14.
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拖曳臂式悬架对稳态回转性能影响的仿真分析
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郭丽娜 薛念文 潘建《重庆交通大学学报(自然科学版)》,2013年第32卷第3期
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基于ADAMS/Car建立了某微型轿车的4种不同结构的柔性拖曳臂后悬架模型,以及整车刚柔耦合虚拟样机模型进行了稳态回转道路试验,通过试验与仿真结果的对比,验证了整车模型的正确性。对不同结构的后悬架并进行运动学仿真,研究拖曳臂式后悬架结构改变对整车稳态回转性能的影响。对装有4种拖曳臂悬架的整车模型进行稳态回转仿真,结果表明:通过拖曳臂悬架的加强筋长度,来减小后悬架的侧倾角刚度,可以有效的改善整车稳态回转性能。
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15.
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海洋工程拖曳埋置锚结构强度与试验方法研究
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傅德艳 刘普星《江苏船舶》,2021年第38卷第5期
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针对拖曳埋置锚在海洋工程锚泊定位系统中结构强度的设计难点,以及缺少明确的试验方法问题,以某型拖曳埋置锚为研究对象,建立了简化的拖曳埋置锚结构强度分析模型,验证了不同工况下拖曳埋置锚的结构强度计算要点,总结了拖曳埋置锚设计要点与试验方法.结果表明:海洋工程拖曳埋置锚应计算关键剖面的结构强度,并通过试验验证其强度,试验验证负荷可取50％系泊链破断负荷,约束点取距锚爪尖端20％ ～30％的锚爪长度.
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16.
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不同模式下拖缆对水下拖体运动姿态的影响研究
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张大朋 白勇 朱克强《船舶力学》,2018年第8期
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水下拖曳体依据其工作模式的不同,可以分为两种:一种是自身没有驱动力,由拖船或是潜艇带动进行拖曳;另一种是拖曳体自身具有驱动力使其自由航行,可看作AUV。在水下拖曳体工作的过程中,与其相连的拖缆在拖体不同的工作模式下会有不同的响应,而拖缆的这种响应又会对与其相连的拖体造成影响。为研究拖缆对水下拖体的影响,结合某拖曳系统的具体参数,运用大型动态仿真软件OrcaFlex建立了潜艇水下360°回转过程中拖曳系统的动力学仿真模型和拖体自航模式下的动力学仿真模型。通过改变水动力系数、拖速、拖缆参数及回转半径等,探究了不同参数对水下拖体的影响,得到了一些比较有价值的结论,可对具体工程有一定的指导作用。
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17.
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潜艇双拖系统运动仿真研究 被引次数：6
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朱军 刘军 邓志纯《船舶力学》,2003年第7卷第5期
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建立拖曳系统运动方程，在时间和空间上作中心差分数值离散平衡方程式，编制拖曳系统运动计算程序。在拖缆尾端自由边界条件中，将尾绳阻力作为自由尾端点的张力，改善了因尾自由端张力为零引起的差分方程奇异性，使仿真计算更加稳定。用潜艇标准操纵性运动方程仿真计算其在垂直面内的操纵运动，将拖点的运动速度转换到拖曳系统局部坐标系中，以此作为拖曳系统的边界条件。仿真计算了潜艇垂直面内两种操舵控制模式下潜浮机动时的双拖系统运动。根据潜艇双拖系统运动仿真计算结果，绘制了双拖系统相交界限图。
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18.
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水下管汇深水安装力学分析
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姜华 阮伟东 乔红东 钱武杰 白勇《船舶工程》,2013年第35卷第4期
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近些年来随着海洋油气开采规模的扩大，水下设备逐渐被广泛应用到海洋油气开采和运输。通过研究水下管汇的两种不同深水安装方法（钻杆安装法以及绞车安装法），得出管汇安装相关结论。基于钻杆以及缆绳的材料特性，建立两个理论模型分析并推导钻杆和缆绳在安装过程中的水平偏移以及轴向拉力的求解公式，并根据理论公式编写MATLAB程序。将程序计算结果与OrcaFlex软件模拟结果进行对比分析，验证理论公式的正确性。该理论方法将会对管汇深水安装提供一定参考价值。
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19.
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缆控布放大型潜器水下钟摆运动仿真
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冯康佳 周念福 姚志崇 胡芳琳 刘一夫《船舶工程》,2021年第43卷第9期
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为了对潜器下潜拉动缆绳产生的钟摆下潜运动过程进行研究,采用集中质量法进行缆索系统建模,得到潜器速度、缆绳形态和缆绳张力的变化过程.结果 表明:缆绳张力极值发生在收紧缆绳初期,该阶段张力冲击短暂,但是幅值大,可达十几吨.在之后的下潜过程中,缆绳张力较小.整个运动过程中,潜器运动速度较低,在平衡位置的位移振荡幅值也较小,始终处于安全可控的状态.因而,除了初期具有张力冲击过大问题,其余阶段安全问题不突出.当收紧缆绳时,缆绳长度越长或倾角越大,缆绳张力冲击越弱,张力幅值也显著减小.
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20.
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低应力拖缆瞬态动力学分析与实验研究 被引次数：1
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刘涛 张维竞 马捷 张广磊《船舶力学》,2013年第3期
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文章进行了低应力拖缆瞬态动力学的数值分析与实验研究.在低应力拖缆的建模中,包括了几何,流体的非线性和弯曲刚度.在数值分析中,广义α时域积分法用于求解低应力拖缆的三维动力学方程.为了验证数值分析的结果,观察实际的物理现象,进行了拖曳实验.测量了低应力拖缆顶端处的张力,剪切力和拖曳过程的速度变化.稳态拖曳速度下张力和剪切力的波动及其FFT变换证明了涡激振动现象的存在.在瞬态过程中,对于稳态拖曳速度为1.01,1.5 m/s情况,无论张力还是剪切力都存在一个明显过冲区域,但是这一现象在稳态速度为0.55 m/s时并不明显.定常系数法和变系数法被用于瞬态动力学的仿真分析,分析结果表明变系数法与实验结果具有较好的一致性.
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