潜标上浮过程中垂直运动数学建模与验证

摘要

以2014年南海北部陆坡M站春、秋两季底流观测潜标回收为例,建立数学模型分析潜标上浮过程中垂直运动特征.首先做出忽略水平海流影响、刚性连接以及主要部件外形简化等假设.通过刚性连接部分上浮数值试验,得到释放后各部件能够保持相对位置不变、整体上浮的结论.视整个系统为刚体建立了垂直运动模型.分别模拟两次潜标回收,模型与高精度超短基线观测结果的对比表明:整个上浮过程可分为加速上浮阶段和稳定上浮阶段;模型速度曲线与观测速度拟合线比较接近,给出的平均模型速度与平均观测速度均相差0.2 m/s;模型能够反映出在稳定上浮阶段,稳定上浮速度随时间缓慢降低的变化特征;各部件上浮的垂直速度是振荡变化的.模型可为相关水下仪器回收工作提供定量化依据.