深海拖体纵垂面稳定性研究

发布时间：2018-07-25 18:19

【摘要】：作为传统的水下探测和勘察装置,水下拖体主要用于海洋环境参数调查、海底地形测绘、水文数据调查等活动,当前仍是主要的海底调查方式。立方体外形拖体不具备明显的稳定面,属于静不稳定外形。因此,保证其水下运动过程中具备足够的动态稳定性是获取有效测量数据的关键。本文主要针对立方体外形水下拖体的动力学特性进行研究,对以后的相关研究具有一定的指导借鉴意义。本文取得成果具体如下:1.通过计算流体动力学软件模拟拖体拖曳水池试验,求得拖体运动稳定性分析所需的与转动相关的水动力系数;采用CFD动网格技术模拟非定常纯俯仰运动,求得拖体运动稳定性分析所需的与角速度相关的水动力系数。2.通过对水下拖体进行受力分析,建立拖体纵垂面内动力学模型,并对其进行仿真分析。根据水下拖体的水动力仿真及稳定性判别式研究表明,立方体外形的水下拖体具备良好的动态稳定性,同时还具备一定的机动性能,与带有大面积稳定翼的拖体结构相比,具有结构简单,操纵性能良好的优点;3.深拖作业实践证明,本文所研究拖体作业过程中姿态平稳,获取数据清晰有效,与理论研究结果相符。
[Abstract]:As a traditional underwater detection and survey device, underwater towing is mainly used in marine environmental parameter survey, submarine topographic mapping, hydrological data survey and so on. At present, underwater towing is still the main underwater survey method. Cube shape towing does not have obvious stable surface, belongs to static unstable shape. Therefore, it is the key to obtain effective measurement data to ensure sufficient dynamic stability during underwater motion. In this paper, the dynamic characteristics of underwater towing with cube shape are studied, which can be used as a reference for future research. The results of this paper are as follows: 1: 1. The hydrodynamic coefficients related to rotation for the stability analysis of towing body are obtained by simulating towing tank test with computational fluid dynamics software, and the unsteady pure pitching motion is simulated by CFD moving grid technique. The hydrodynamic coefficient, which is related to angular velocity, is obtained for the stability analysis of towing body motion. Through the force analysis of underwater towing body, the dynamic model of longitudinal and vertical plane of towing body is established, and the simulation analysis is carried out. According to the hydrodynamic simulation of underwater towing and stability discriminant research, it is shown that the underwater towing with cube shape has good dynamic stability and certain maneuverability, compared with the towing structure with large area stable wing. The utility model has the advantages of simple structure and good maneuverability. The practice of deep towing shows that the towing process in this paper is stable and the data obtained is clear and effective, which is in agreement with the theoretical results.
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P715

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本文编号：2144643