水下拖曳缆索二维几何形态的研究

对拖缆二维几何形态的研究,是拖曳线几何形态研究中的基础部分。本文考虑了重力、浮力、流体拖曳力对拖缆几何形态的影响,并假设拖曳线和拖体在同一个平面内运动,由此依次讨论了一般拖缆的二维几何形态、等浮力缆索二维几何形态,并通过龙格-库塔法,用Matlab给出这2种情况下缆索的几何形态图。对拖缆的二维几何形态图线的分析可得知,拖缆的张力只与沉深有关,且随着沉深的增加而减小。这些结论有助于今后对拖缆拖曳中几何形态的研究。     

基于集中质量法的水下拖曳缆索动力响应分析

以水下拖曳缆索系统为研究对象,建立拖曳缆索的集中质量模型,推导了水下拖曳缆索的动力学方程。采用四阶Runge-Kutta数值积分算法,对水下缆索进行非线性动力响应分析。编制了相应的计算机程序,模拟拖曳缆索系统在匀速直航、横向运动、升沉运动、回转运动条件下,缆索的运动姿态及受力情况。数值分析结果与实验对比表明,集中质量模型对缆索在各种边界条件下的运动激励均有较好的适应性。相比基于有限差分法的数值结果,集中质量模型与实验结果吻合更好。     

水下拖体和拖缆运动模型研究探讨

水下拖体运动研究是水下拖曳系统研制的重要内容。文章结合工程实际,基于Newton-Euler方法建立了水下拖体的运动模型,基于有限差分法建立了拖缆的运动模型,在此基础上结合拖缆运动的边界条件建立了系统的运动模型,并给出了相应的仿真算例。从仿真结果可以看出,通过该运动模型,可以很好地研究水下拖体受拖船干扰下的运动情况。该模型的建立对水下拖曳系统的研制来说有重大的参考价值。     

基于多项式的二维PSD非线性校正算法研究

针对位置敏感探测器PSD的非线性,综合分析现有非线性校正方法,提出利用多项式拟合算法对PSD的非线性进行校正。利用二维平移台搭建二维PSD标定系统,详细论述多项式校正的方法,并通过实验数据对比,选择二元三次多项式完成校正。通过PSD光敏面上不同点的测量对多项式校正算法进行验证。实验结果表明,校正后的测量误差均方差不大于0.0185。     

基于虚功原理的复杂水下拖曳系统稳态模型

为解决缆索中间存在大部件的复杂水下拖曳系统建模问题,将其简化为质心和铰接点多点受力的刚性杆结构,基于虚功原理建立系统的稳态动力学方程.详细分析了系统的虚位移关系和杆段的流体阻力算法,推导出矩阵形式的数学模型表达式,形式简洁,意义明确,便于求解.求解该非线性方程组,得到系统的欧拉角稳态位形.仿真计算结果表明,该模型能较好吻合实际情况,准确反映系统结构变化对稳定姿态的影响,有效解决带中间部件系统的稳态计算问题.     

深水管中管钢悬链线立管的非线性动力分析

立管技术是深水资源开发的关键技术之一。管中管钢悬链线立管具有同心的外管与内管，其外管提供机械保护，内管提供油气通道，内、外管之间按照一定的距离安装扶正器以保护绝热材料，在深水油气开发中具有较大的应用价值。充分考虑在位立管承受的复杂载荷条件泡括动边界、波浪与海流载荷、立管自重、海水浮力、管内外静压力），以及整体和局部非线性因素（包括摩擦、滑移、接触、间隙等），采用时域有限元软件ABAQUS实现管中管钢悬链线立管的建模与非线性动力分析。     

D形软体排顺水沉排受力特性分析

软体排沉排过程中受到移船、水流等因素的影响容易发生撕排现象.为探究顺水沉排过程中相对移船位移、水深、表面流速和布置加筋条对排布受力的影响,基于悬链线理论建立软体排数学模型,考虑流速沿水深的指数分布,开展系列数值计算.结果表明:相对移船位移对排布应力的影响最大,表面流速和水深次之;排布最大轴向和横向应力均出现在排布顶端,...     

不同模式下拖缆对水下拖体运动姿态的影响研究

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。     

铺缆船用电缆埋设犁整机拖曳力学分析

铺缆船用电缆埋设犁是用于海底电缆铺设的专用装备.在铺缆船拖绳提供的拖曳力作用下,电缆埋设犁在海底实现边挖沟边铺设电缆.电缆埋设犁在工作过程中,受力情况非常复杂.为了保持电缆埋设犁行进过程中能有效挖掘海底土壤和稳定性,需要对埋设犁工作过程中的整机受力情况及铺缆船的拖绳受力情况进行综合分析与研究.该文以某型深水埋设犁挖掘工况为实例,从埋设犁整机受力情况入手,对埋设犁整机受力和铺缆船拖曳力相互关系及影响进行分析,为合理选用拖绳和确定参数,更好地保证电缆埋设犁顺利进行水下挖沟铺缆作业提供理论依据.     

浅述浮船坞的锚泊计算

本文结合实例介绍了采用计算机应用程序求解锚链泊碇的浮船坞链索力的计算方法.     

悬链线方程的求解及其应用

本文结合实例介绍了悬链线方程的求解方法及其在船舶设计中的应用.     

承船厢二维非线性晃动的分析

本文根据流体力学势流理论和刚体动力学原理并借助"Mathematica"符号计算软件,建立了描述升船机承船厢悬挂系统的刚体竖直振动及纵摆振动和厢内水体运动相互耦合的非线性动力学数学模型,推导了非线性耦合动力学常微分方程组及其线性化方程的系数矩阵,提出了系统线性稳定性的判定方法;通过计算三峡全平衡垂直升船机钢丝绳卷扬方案承船厢悬挂系统的线性化动力学方程系数矩阵的特征值,并对非线性微分方程的动态响应进行数值仿真,对升船机承船厢悬挂系统的稳定性以及非线性因素对稳定性的影响等问题进行了初步的研究.     

非线性有限元法计算船体总纵极限强度浅析

随着船舶大型化和智能化的发展,船体极限强度的计算越来越重要,用基于极限强度理论的设计方法取代传统的基于线弹性理论的设计方法已成为一种趋势。本文以一简单模型为研究对象,采用Ansys软件运用非线性有限元法计算该结构的总纵极限强度,最后根据计算结果简单分析了该模型的力学性能以及载荷步大小对计算结果的影响。     

二阶全非线性Boussinesq方程的二维数值模拟研究

在非交错网格下采用有限差分法首次对一组非线性精确至()Ομ2阶的全非线性Boussinesq方程数学模型进行了二维数值模拟分析。首先通过在方程的非线性项中引入缓坡假定,考察了其对模型数值精度的影响;其次,在模型中对二阶非线性项采用不同精度,考察了其对模型数值结果的影响。数值模拟结果表明,所建立的二阶完全非线性Boussinesq方程二维数值模型具有良好的适用性,模型非线性项中引入缓坡假定以及在二阶非线性项选用不同的精度对数值模拟结果影响不明显。     

基于非线性理论的船舶结构稳定性研究

本文以结构的线性分析为基础，对船舶结构的线性稳定性分析方法进行了改进。同时，采用基于特征值分析的线性稳定性分析方法得到了船舶结构的临界载荷，从该载荷值可以预测出实际结构临界载荷的上限并能较好地反映船舶结构线性性能对其稳定性的影响，据此得出船舶结构的失稳位形。在非线性稳定性分析中，采用NEWTON—ROPHSON方法及弧长法求解考虑非线性时船舶结构的临界载荷，并详细讨论了结构缺陷对稳定性的影响，提出考虑结构缺陷时船舶结构稳定性计算方法。通过不同类型的算例进行分析比较，总结出船舶结构边界条件、几何缺陷变化与船舶结构稳定性之间关系，验证了本文稳定性分析方法的正确性、有效性及对现役散货船船体结构的适用性。     

Spar平台单根分段式悬链线系泊索分析

由于Spar平台单根分段式悬链线形系泊索的回复力和位移之间具有非线性关系,采用误差控制的迭代求值方式对三段式系泊索在不同预张力下的顶端位移和回复力之间的关系进行分析计算。计算过程应用C＋＋语言在VS2005环境下编程实现。选择了一座四索Spar平台作为算例,将计算结果和参考文献结果相比较,发现程序计算精度和计算效率都比较高。     

确定锚泊设备的直接计算法

本文结合实例介绍了运用 Excel确定锚泊设备的方法     

悬链线构件的有限元方法

悬链线构件在船舶与海洋工程中是广泛存在的一种结构,无论是船舶码头旁靠、锚泊定位中的系泊线,还是各种系泊结构物中各种深海悬链线结构(如深海柔性立管、深海锚泊系统、复合材料悬链线立管等)的系泊力响应,对整个结构物都显得非常重要。其中,由于悬链线构件具有很强的几何非线性,其受力分析的精度对其运动响应的分析尤为重要。根据悬链线构件静力分析,得到悬链线单元的柔度矩阵,从而进一步推导出悬链线单元的刚度矩阵和单元节点力向量,最后以商业有限元软件ABAQUS的用户自定义单元(UEL)为工具,开发出悬链线单元。结果显示:运用此单元得到的简单悬链线结构的数值解与解析解完全一致,同时也基本符合实验结果,为解决各种复杂悬链线构件问题的直接计算法提供了一种新的思路。

     

船舶悬链长度的计算方法

放出锚链的长度直接影响锚的抓力,而锚的抓力则决定了船舶在锚泊状态时的安全,因此船舶锚泊时锚链长度的确定至关重要.卧底锚链的长度计算很多文章中给出过计算方法,而悬链的计算方法却很少,文章给出了2种船舶在静水状态下锚泊时锚链悬垂部分长度的计算方法.一种是抛物线法,一种是悬链线法.利用这2种方法,可以估算在抛锚后实际抛出的锚链长度,并通过算例比较分析2种方法计算结果精度,得出一种精度比较高的计算船舶悬链长度的方法,为船舶抗灾工作人员、相关管理者、船员等提供参考.