海洋潜标系统布放动力学分析

布放是浮标系统投入使用前的一个关键的作业过程。研究海洋潜标系统布放过程中的水动力特性,对安全顺利地实现布放有重要的意义。考虑海洋潜标系统各部分的水动力作用和系留索的弹性变形,通过时域模拟海洋潜标系统在500m水深海域的采用浮标先行投放法的布放过程,计算了海洋潜标系统布放过程中的动态响应,并分析了波高、作业船速度和系留索弯曲刚度对布放的影响。得到的结果表明：锚位会滞后于锚投放点;系留索曲率和有效张力的最值都出现在缆索与锚的连接段;锚触底时缆索瞬时张力达到峰值;系留索的弯曲刚度是影响布放的重要因素,随着弯曲刚度增大,锚位明显前移,系留索的有效张力峰值和曲率都会降低;波高和作业船速度的改变对于浮标系统布放的动态响应的影响幅度很小。     

基于Envirtech海啸预警浮标的改进研究

2010年我国从意大利Envirtech公司进口一套海啸预警浮标,并在南海海域成功布放,这是我国首次开展海啸预警浮标业务。浮标的布放和数据资料接收过程中,发现该海啸浮标标体长度太长,对布放作业船只要求太高,布放操作相当困难,数据接收率也不高。针对该海啸浮标的运行情况,本文研究了意大利海啸浮标的工作原理、结构组成及布放方法,并提出了改进措施。对原海啸浮标进行了升级改造,通过海上布放验证发现,改造后的海啸浮标布放操作明显方便,数据接收率由80%提高到100%,该研究为我国自主开展海啸浮标设计研发提供有力参考。     

卸载浮标系统运动响应分析*

深水卸载浮标系统具有相对较小的排水量和惯性,其系泊缆索的质量、阻尼和刚度会对卸载浮标系统产生非常大的影响,因而对浮标和其系泊系统进行准确的耦合动力响应分析十分重要.应用边界元方法计算浮标的水动力,通过快速傅立叶变换,将频域计算结果变换到时域;基于全量的拉格朗日表述和两节点的等参索单元,应用几何非线性有限元方法和Newmark方法计算了系泊缆索张力;最后应用四阶龙哥库塔法计算浮标及其系泊缆索的时域耦合运动方程,得到浮标运动响应和缆索张力.     

三峡库区航道深水浮标受力及缆索长度计算探讨

三峡成库后,由于船舶(队)安全航行的需要,个别深水航段(如桥区水域、孤浅礁石水域、陡岸水域等)须设置浮标,最大设标水深可达100余米以上,从而使浮标受力及系留浮标的缆索长度大大增加,给设标工作带来了较大的困难。文章力图通过对浮标的受力分析和计算,进而得到深水航段系留浮标所需的缆索长度,以便为三峡库区深水浮标的设置提供科学的依据。     

航标工程船浮标布放甲板作业系统改造实例

正0引言某港的进出港航道大多以浮标标示航道中线或界限。截至2017年底,辖区水域浮标数量超过600座,占该港总航标数量的一半以上。大型航标工程船承担着浮标的抛设、起吊更换重任,每年需要完成的计划性和应急性浮标抛设、起吊更换任务超过350座次,是持续保持浮标助航效能正常的关键保障力量。传统的航标工程船在布放浮标时,主要使用起     

水下合作目标三维定位技术

在进行合作目标海试测量时,测量船需要对水下目标进行实时高精度测距定位.针对此需求,本文在综合对比当前2种典型的水下定位技术优缺点的基础上,采用水面水下同时基技术设计了基于3个差分GPS浮标的水下合作目标三维定位系统,建立了系统定位解算模型.海试实验表明,该定位技术能获得与差分GPS相近的水下立体定位精度,并且具有使用定位浮标少,海试布放简便的特点.     

厦门港主航道灯浮标偏移特点分析

灯浮标是引导船舶航行的人工标志,对保障船舶的航行安全有着重要意义,而灯浮标的实际位置与设计位置有一定的偏差,因此,了解和掌握灯浮标的偏移规律和幅度,可以为确定灯浮标的布设位置和锚链的布放长度提供科学的决策依据。结合厦门港风、流等自然条件和灯浮标遥测位置数据,分析厦门港典型灯浮标的偏移特点,为过往船舶确认船舶相对灯浮标的距离和方位以及航标保障部门对灯浮标的维护提供参考。     

潜艇跟踪过程中声呐浮标的作战使用

为了提高反潜航空兵跟踪潜艇的效率,在声呐浮标基本组成的基础上,提出声呐浮标在跟踪潜艇时的战斗使用方法,即保持连续目标接触法和保持周期性目标接触法.分别对使用这2种方法时浮标障的布放形式进行了分析,并就声呐浮标跟踪潜艇时的战术质量指标进行了定量计算.研究结果对我海军当前航空兵反潜有一定的现实指导意义.     

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。     

空投声呐浮标空中运动轨迹研究

声呐浮标是航空反潜最有效的手段之一,为了充分认识声呐浮标高空投放条件,高效率地布放声呐浮标,开展声呐浮标空中运动轨迹研究。描述了声呐浮标空投过程,对模型进行简化假设,建立坐标系;利用飞行力学的相关知识详细地分析声呐浮标自由飞行、开伞变速、稳定下落等3个运动阶段,建立运动方程;举例进行数值仿真,绘制俯仰角、弹道角、速度、运动轨迹等参数的变化曲线;声呐浮标会在一定的时间内实现稳定下落,最大水平位移不变,落水区域可控,竖直位移随时间匀速增加。可以在本文研究基础上进一步开展工作,增加更多随机条件,生成声呐浮标的空投射表。     

单点系泊海洋资料浮标的动力分析

本文在静力计算的基础上，应用三维势流理论数值计算程序计算浮标体的附加质量（矩）、阻尼系数和所受波浪力。采用美国数据浮标中心（NDBC）提出的分析方法，即将锚泊线动力方程线性化，并考虑到锚泊线与浮标体之间相互耦合的关系，在频率域中对单点系泊浮标进行了动力分析。文中还提出了当锚泊线中间有集中质量（悬挂重量或浮球）时相应的处理方法，因而不仅适用于简单的单点系泊浮标的动力分析，也适用于水平系泊浮标的动力分析。文中对三种典型的海洋资料浮标进行了考核计算，计算结果与试验结果比较有较好的一致性。     

较大安装误差时浮标倾角的测量方法

浮标水中姿态的测量是研究浮标性能的重要环节，通过在浮标上安装姿态传感器可以测量浮标的姿态，但姿态传感器的安装误差会影响测量准确性。给出了一种矩阵变换求解浮标姿态的方法，可以在姿态传感器具有较大安装误差时精确地解算出浮标姿态，该方法可以推广至一般水面漂浮物的姿态测量。     

多浮筒悬链线系泊系统计算软件的开发及试验

构建多浮筒悬链线静力学模型,在此基础上进行系泊线姿态计算软件开发。应用均匀弦横向运动模型推导出悬链线方程,对多浮筒悬链线非线性方程组进行迭代计算,获得多浮筒悬链线系泊缆索姿态参数,并试验验证算法的正确性。研究表明:开发的多浮筒悬链线系泊系统计算软件在水平系泊力、系泊缆索参数、海底系锚泊位置、悬跨长度和浮筒规格一定时,能够准确输出系泊系统的真实形状,并准确判断浮筒在水中的位置,满足安装工程施工需求。研究结果可为多浮筒悬链线系泊系统动力分析提供参考。     

一种浮标自由上浮模型试验换算方法

对浮标自由上浮模型试验过程中的受力进行分析,提出一种预报浮标实尺在水下自由上浮过程中最大稳定速度的方法,预报结果与CFD模拟的结果相近.     

升船机提升系统中船厢、水体和钢缆相互耦合作用分析

本文在作者[1]先前采用水弹性理论建立的对整个提升系统的动力特性进行数值研究的理论模型的基础上,首先对船厢变形状态下的缆力表达式作了更为详细的推导,然后以中国船舶科学研究中心的1∶30的缩比模型为对象,从整体角度,对其流固耦合问题,主要是提升过程中船厢内水体的晃荡、提升缆的受力和船厢动态响应,作了数值研究.在提升系统受到船厢内一非对称水波扰动的假定下,分别对船厢简化为刚性和考虑实际弹性的两种情况进行了计算、分析和对比,得出了一些有益的结论.计算结果表明,对升船机这样一个复杂系统,文献[1]中所建立的理论模型及本文的数值计算方法是可行的.     

浮标系统运动响应的时域模拟

采用悬链线理论精确地计算浮标漂移量与锚链力的关系曲线;通过B样条拟合求得锚链张力;从而达到锚泊系统的时域快速精准模拟。本文对于锚泊-浮体系统的研究有一定的指导意义。     

浮标系泊结构的参数优化匹配方法研究

针对浅海浮标系泊结构姿态控制问题,进行系统参数优化匹配计算方法研究.首先进行系泊结构力学分析,建立系统的力和力矩平衡方程,推导出系泊系统状态的描述方程;采用系泊系统起锚角和检测设备舱的倾斜角度为约束条件,取锚链型号和重物球质量作为设计变量,建立锚链的垂直高度相对误差最小为目标的系统参数优化匹配的数学模型;用最小二乘法求解非线性方程组,进行分层变量优化计算.所提出的系泊系统结构参数优化计算方法可为浮标系泊系统结构设计提供理论依据.     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装时扣索索力分析计算

钢管混凝土拱桥的施工方法以缆索吊装法为主,扣索索力值的大小对成拱线形有着至关重要的影响。文中对扣索索力进行了静力平衡法和积分查表法2种方法的实例计算,并对计算结果作了分析与比较。从而得出静力平衡法产生误差的主要原因是模型简化,并分析了对扣索索力成桥线形的影响。     

水下绞车及其在实时传输潜标的应用

为了实现海洋环境要素的实时传输,设计一种水下绞车控制通信浮标升降.实时传输潜标利用测量仪器测量海洋环境要素,水下绞车将通信浮标升至海面通过卫星通信将海洋环境要素数据传输到岸站.本文主要讲述水下绞车的工作原理和工作流程,试验结果表明系统突破了水下绞车自动排缆的关键技术,实现了海洋环境要素无人值守情况下的数据实时传输.