深海浮标的总体设计与计算分析

发布时间：2023-02-12 12:41

　　深海浮标是一种新型的海洋环境监测系统，在海洋环境监测方面具有独特的作用。由于我国对深海浮标的研究较少，因此作者以深海浮标为研究课题，设计一型适合深海海域作业的海洋环境监测浮标，以适应我国未来深海资源开发的需求。 本文基于南海海域环境条件，在广泛搜集与分析国内外浮标资料的基础上，提出一款适用于水深3000m的深海浮标方案，并通过研究、分析与计算，确保各项指标满足相关规范与行业标准的要求。 本文的主要工作内容包括： 1、针对我国南海海域环境特点，并参考相关行业标准，确定深海浮标的工作指标；在大量调研各型仪器设备的基础上，通过对比分析，选取最适合本次设计的仪器，最终集成为完整的浮标工作系统。 2、调研国内外浮标资料和文献，对不同浮标型式进行对比分析，选择性能最优的浮标型式作为母型。在母型基础上进行优化设计，包括主尺度确定、总布置分舱、重量重心估算、浮性稳性校核等工作。 3、利用相关水动力软件进行浮标水动力性能计算分析，选取合适的波能谱，计算浮标在波浪中的运动响应。 4、对比分析现有锚泊系统型式，选取最适合浮标工作环境要求的锚泊系统型式，完成浮标的锚泊系统设计。

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 海洋资料浮标的发展趋势
        1.2.1 国内海洋资料浮标发展概况
        1.2.2 国外海洋资料浮标发展状况
    1.3 海洋资料浮标研究现状
    1.4 论文的研究内容
第2章 浮标内部设备选型及系统集成
    2.1 工作海域环境简介
    2.2 数据采集系统选取
        2.2.1 数据采集系统测量要素和指标
        2.2.2 传感器选取
        2.2.3 数据采集系统总结
    2.3 数据传输系统
        2.3.1 海事卫星通讯系统（Inmarsat C）简介
        2.3.2 GPRS 简介
        2.3.3 CDMA 简介
    2.4 航标灯
    2.5 电源系统选取
        2.5.1 分系统功率及功耗计算
        2.5.2 蓄电池的选取
        2.5.3 太阳能电池板的选取
    2.6 主控系统及系统集成
    2.7 本章小结
第3章 浮标总体设计
    3.1 浮标系统选型
        3.1.1 参考浮标型式选择
        3.1.2 浮标结构型式对比分析
    3.2 浮标主尺度确定
    3.3 浮标系统总布置设计
    3.4 三维电子样标设计
    3.5 浮标系统重量重心估算
    3.6 浮标系统浮性稳性计算
        3.6.1 浮标浮心坐标计算
        3.6.2 浮标初稳性计算
        3.6.3 浮标大倾角稳性计算
        3.6.4 稳性衡准数校核
    3.7 浮标固有周期计算
        3.7.1 横摇、纵摇固有周期
        3.7.2 浮标的垂荡固有周期
    3.8 本章小结
第4章 浮标在波浪中的运动
    4.1 基于三维势流理论的水动力计算
        4.1.1 水动力模型建立
        4.1.2 辐射绕射、运动特性计算
        4.1.3 水动力系数
        4.1.4 一阶波浪力及运动响应
        4.1.5 二阶波浪力
    4.2 波浪谱的选取
    4.3 浮标在波浪中的运动响应
    4.4 本章小结
第5章 锚泊系统设计
    5.1 锚泊系统选型论证
        5.1.1 锚泊系统型式简介及对比分析
        5.1.2 低载荷柔性锚泊系统介绍
        5.1.3 确定锚泊系统型式、主尺度
    5.2 锚泊系统计算过程
        5.2.1 风、流载荷的计算方法
        5.2.2 锚泊系统计算分析
        5.2.3 锚链强度校核
    5.3 锚的选型
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3741128