Steady state analysis of towed marine cables

Efficient numerical schemes were presented for the steady state solutions of towed marine cables. For most of towed systems, the steady state problem can be resolved into two-point boundary-value problem, or initial value problem in some special cases where the initial values are available directly. A new technique was proposed and attempted to solve the two-point boundary-value problem rather than the conventional shooting method due to its algorithm complexity and low efficiency. First, the boundary conditions are transformed into a set of nonlinear governing equations about the initial values, then bisection method is employed to solve these nonlinear equations with the aid of 4th order Runge-Kutta method. In common sense, non-uniform (sheared) current is assumed, which varies in magnitude and direction with depth. The schemes are validated through the DE Zoysa's example, then several numerical examples are also presented to illustrate the numerical schemes.     

半挂转全挂用牵引拖台装置的设计

对半挂车转换为全挂车的牵引拖台装置进行了研究,综述了牵引拖台各主要部件的选择方法。通过拖台装置的牵引挂环与载货车的牵引钩连接实现车辆的组合,扩大了半挂车的适用范围。以6×4载货车为例介绍了应用牵引拖台实现组合车辆运输的特点。     

拖曳式通信浮标对潜艇隐蔽性的影响

使用通信浮标是解决潜艇水下安全通信的重要手段之一。本文对拖曳式通信浮标对潜艇隐蔽性的影响进行研究,对机载雷达对潜艇的发现率进行建模仿真,并实例分析装备拖曳式通信浮标后潜艇隐蔽性的变化,获得了有益的效果。     

缆船非线性拖带系统及数值仿真

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖带船舶拖点位置匹配的方法,建立了缆-船非线性整体的拖带动力学模型,采用数值计算法实现了时域内拖带运动的模拟.对一艘具有航向稳定性船舶进行了拖带运动数值计算,拖带船舶采用PD控制方法较真实地模拟了拖带船舶航向改变的运动过程.数值计算讨论了拖点位置、拖缆长度、拖带航速对拖带航向稳定性的影响,结果表明：拖带航向稳定性与线性拖带理论一致,即拖点位置在水动力作用点之前拖带航向具有稳定性,拖缆长度和拖带航速对拖带航向稳定性无影响.拖缆长度和拖带航速可以影响拖带的航行品质,增加拖缆长度能有效抑制拖缆张力的振荡,拖带航速影响到航向角的响应快慢和超调量.     

拖缆系统运动仿真

建立拖缆的三维运动模型,通过欧拉角的变换把拖曳线列阵微元段矢量动力平衡方程在局部坐标系下展开,在时间和空间上作中心差分数值离散.程序能够计算不同航速定常直航状态下列阵的阵形与姿态,可解决不定常运动（例如回转运动）、考虑海流等多种运动状况的阵形预测.取有关文献资料中的拖曳线列阵进行了直航、回转运动计算,计算结果与相应文献资料中计算和试验结果基本吻合.     

细拖曳线列阵隔振模块隔振性能分析

为进一步研究因隔振模块直径缩小而导致流噪声恶化的问题,利用ANSYS有限元软件建立了细隔振模块的三维流固耦合模型,对隔振模块的隔振性能进行计算.所得计算结果与粗线列阵隔振模块隔振性能进行比较,分析了隔振模块内部和外部流体、护套和尼龙绳材料弹性模量等对不同直径隔振模块隔振性能的影响,得出隔振模块内部和外部流体对细线列阵隔振模块隔振性能的影响与粗线列阵隔振模块相比增加了流噪声.并研究了护套厚度、隔振组件长度和隔振组件间距对隔振模块隔振性能的影响,研究结果对于提高隔振模块隔振性能具有一定的参考价值.     

水下拖体在回转操纵中的运动仿真模拟

水下拖曳系统为各种内河航道工程,近海港口工程前期的勘探活动提供了一种有效途径,当要求对某个目标进行详细探测时,需要拖船进行回转机动操纵,因此拖体运动轨迹准确位置的预报关系到能否完成对目标的探测。文章采用凝集质量法建立水下缆-体系统模型,编制计算机程序,程序模拟了不同回转半径、不同拖速回转操纵下的拖船与拖体运动轨迹,分析了回转操纵中影响拖体稳态及拖体深度的参数。同时,计算机程序仿真模拟了一个8字形拖曳操纵,仿真算例与相关文献进行比较,结果表明此计算机程序具有一定工程实用价值。     

拖船回转机动状态下的拖缆暂态分析

拖船直拖到稳态定长回转过程中的拖缆暂态已有研究。对于大半径的拖船回转,Chapman大半径定长回转解法[1],假定拖体轨迹与拖体深度是单调指数关系。对于小半径的拖船回转,拖体的轨迹开始随着拖体深度的波动是一种螺旋线形状,最终趋于Chapman稳态回转值。本文通过定义了一个拖体深度与深度是单调与波动关系,提出了另一种确定Chapman理论大半径与小半径过渡值的方法。在考虑流的影响下的稳态定长回转时,没有求解稳态回转的方法。然而,拖体振幅是拖船回转半径和拖船速度的函数。依据稳态船体回转机动暂态分析来讨论单独360?和单独180?U型回转的动态特性,并得出一些有用的结论。对于某些回转半径而言,拖体所达到的深度比稳态回转所达到的深度大得多。对于180?回转半径小于拖缆长度的回转,拖体深度达不到稳态回转的深度。     

沿底定深拖曳系统运动仿真

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.     

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

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Orca Flex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。