鱼雷锚水动力特性分析

发布时间：2017-10-11 07:22

  本文关键词：鱼雷锚水动力特性分析

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【摘要】：因为深海油气资源的开采需求增多,所以对深海资源开采平台的系泊要求日益增大。传统的系泊系统建造方式落后、造价昂贵、施工复杂,不适于在深海情况下应用。故此,开发具有低成本和高抗拔能力的新型锚泊系泊成为当今之必需。鱼雷锚因拥有结构简单、制造成本低、安装便捷和抗拔力高等优点,使其成为当今深水及超深水域系泊中最有发展前景的系泊基础。鱼雷锚的安装过程分为:在距海底某高处释放,做自由落体运动直至极限速度,最后贯穿海床。本文采用CFD数值模拟方法,详细研究鱼雷锚从2700m水深到3100m海床间的运动过程,从模拟数据中得到鱼雷锚的下落位移、速度、垂直偏转角、水平偏移量和阻力系数的时间历程,据此判断鱼雷锚的水动力性能和方向稳定性。还建立鱼雷锚锚链运动过程中的数值模型,来定量研究锚链对鱼雷锚阻力和方向稳定性的影响;又通过改变洋流的幅值和频率来考察横流对鱼雷锚下落过程的方向稳定性影响;并以控制变量的方法,改变鱼雷锚的材质密度和长细比来定量探讨这些参数与鱼雷锚水动力特性和方向稳定性之间的关系。发现:(1)横流流速越低,对鱼雷锚下落时的阻力系数和方向稳定性的改善作用越好;周期时变横流也可减小鱼雷锚的下落阻力和改善其方向稳定性,但影响程度取决于周期大小。(2)增大材质密度能改善鱼雷锚的方向稳定性,加大锚体的长细比可提高鱼雷锚的方向稳定性。
【关键词】：鱼雷锚 方向稳定性 水动力特性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.42
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9-11
• 1.2 国内外鱼雷锚的研究现状及存在的问题11-13
• 1.3 本文主要工作以及研究意义13-15
• 第二章 鱼雷锚水动力性能分析15-28
• 2.1 鱼雷锚安装过程15-16
• 2.2 鱼雷锚入水动力分析16-22
• 2.2.1 鱼雷锚总阻力17
• 2.2.2 无锚链情况分析17-21
• 2.2.3 锚链对鱼雷锚下落过程的影响21-22
• 2.3 方向稳定性22-27
• 2.3.1 鳍的影响24
• 2.3.2 锚链的影响24-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 鱼雷锚水动力特性的CFD数值模拟28-39
• 3.1 物理模型29-32
• 3.1.1 鱼雷锚的几何尺寸29-30
• 3.1.2 物理模型30-32
• 3.2 边界条件32
• 3.3 划分网格32-33
• 3.4 流体参数设置33-34
• 3.5 求解器参数34
• 3.6 计算结果34-37
• 3.7 本章小结37-39
• 第四章 锚链和横流对鱼雷锚阻力和方向稳定性的影响39-56
• 4.1 锚链对阻力的影响39-44
• 4.1.1 建模39-41
• 4.1.2 仿真结果41-44
• 4.2 锚链对方向稳定性的影响44-47
• 4.3 横流的影响47-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 鱼雷锚的设计改进56-66
• 5.1 增加平均密度56-60
• 5.2 增加鱼雷锚的长宽比60-65
• 5.3 本章小结65-66
• 第六章 结论66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1011216