深海拖体纵垂面稳定性研究

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。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题背景及意义

1.3 水下拖体的发展现状

1.4 本文主要研究内容

第二章 拖体的水动力系数计算

2.1 引言

2.2 水动力系数计算方法

2.3 拖体水动力计算的CFD模型

2.4 本章小结

第三章 拖体的稳定性讨论

3.1 引言

3.2 运动稳定性定义

3.3 研究运动稳定性的意义

3.4 水下拖体纵垂面内的动力学方程

3.5 拖体稳定性判定

3.6 本章小结

第四章 拖体的作业分析

4.1 引言

4.2 深拖系统功能及特点

4.3 深拖系统作业流程

4.4 DT-1系统搭载设备和数据处理

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢