水下系泊监测平台动态响应的计算模型与数值模拟

中国机械工程 ›› 2013, Vol. 24 ›› Issue (4): 432-436,451.

水下系泊监测平台动态响应的计算模型与数值模拟

何孔德1,2;李友荣1;方子帆2;杨蔚华1,2

1.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，武汉，430081
2.三峡大学，宜昌，443002

出版日期:2013-02-25 发布日期:2013-02-28
基金资助:
湖北省自然科学基金资助项目（2010CDB10804）
Hubei Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2010CDB10804）

Calculation Model and Numerical Simulation for Underwater Mooring Monitoring Platform Dynamic Response

He Kongde1,2;Li Yourong1;Fang Zifan2;Yang Weihua1,2

1.The Key Laboratory for Metallurgical Equipment and Control of the Ministry of Education，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan，430081
2.China Three Gorges University，Yichang，Hubei，443002

Online:2013-02-25 Published:2013-02-28
Supported by:
Hubei Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2010CDB10804）

摘要/Abstract

摘要：

基于Hopkinson冲击载荷理论，针对水下系泊监测平台在水流作用下的动态响应，考虑系泊缆的垂度效应，采用等效弹性模量法修正拉力和弦向作用力之间的差异，建立了水下系泊监测平台的计算模型和数值分析模型。利用水力学理论、海洋工程结构力学理论以及流固耦合的方法分别对计算模型和数值分析模型进行求解，研究了浮体在水流作用下的动态响应特性。结果表明，浮体会产生较大的垂荡位移和横荡位移，横荡位移很快趋于平稳，垂荡位移受水流涡激升力的影响会产生振动。

关键词: 系泊监测平台, 水下, 流固耦合, 计算模型, 数值模拟

Abstract:

A calculation model and numerical simulation for underwater monitoring platform were formulated aimed at the dynamic response by the action of flow force, based on Hopkinson impact load theory, taken into account the catenoid effects of mooring cable and revised the difference of tension and tangential direction action force by equivalent modulus of elasticity. And the equation was solved by hydraulics theory and structural mechanics theory of oceaneering, and the response of buoy on flow force was studied. Through the results the conclusion can be obtained the buoy will engender biggish heave and swaying displacement, but the swaying displacement approaches stable quickly and the heaven displacement prodnces vibration for the vortex-induced action by the flow. 

Key words: mooring monitoring platform, underwater, fluid-so1id coupling, calculation model, numerical simulation

中图分类号:

TH113.1

何孔德1, 2, 李友荣1, 方子帆2, 杨蔚华1, 2. 水下系泊监测平台动态响应的计算模型与数值模拟[J]. 中国机械工程, 2013, 24(4): 432-436,451.

HE Kong-De-1, 2, LI You-Rong-1, FANG Zi-Fan-2, YANG Wei-Hua-1, 2. Calculation Model and Numerical Simulation for Underwater Mooring Monitoring Platform Dynamic Response[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(4): 432-436,451.

[1]	沈小燕;丁佳为;禹静;李东升. 超精密气体静压系统节流器法向随机微振动研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(20): 2429-2436.
[2]	马艺1,2；倪洋1；孟祥铠1,2；彭旭东1,2；江锦波1, 2. 牙轮钻头用单金属密封热流固耦合模型与性能分析[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2295-2303.
[3]	聂松林1;李硕1;尹方龙1;周鑫1;胡臻2. 水液压泵柱塞套变形特性的流固耦合研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(10): 1135-1141.
[4]	黄道敏1,2；韩丽君1；唐国元1；周曾成1；徐国华1. 水下机械手分数阶积分滑模轨迹跟踪控制方法研究[J]. 中国机械工程, 2019, 30(13): 1513-1518.
[5]	方子帆1，2，3;葛旭甫3;何孔德1，2，3;马增武3;方婧2. 无人水下航行器摆式发电装置设计与研究[J]. 中国机械工程, 2018, 29(19): 2306-2311.
[6]	贾连超1,2;耿令波1,3;胡志强1;杨翊1,2;王超1. 基于数值计算方法的水下合成射流推力特性[J]. 中国机械工程, 2018, 29(04): 409-416.
[7]	陈永亮1;彭涛1;刘德帅1;王志江2. 面向现场加工的全液压驱动主轴水下钻孔特性建模与优化方法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(04): 471-476.
[8]	李强, 张硕, 马龙, 许伟伟, 郑水英. 基于流固耦合的多油楔滑动轴承动特性研究[J]. 中国机械工程, 2017, 28(09): 1050-1055,1117.
[9]	徐世勋, 刘玉红, 朱亚强, 王延辉, . 翼型对水下滑翔机滑翔性能影响分析[J]. 中国机械工程, 2017, 28(03): 286-293.
[10]	孙灵芳, 徐曼菲, 朴亨, 李霞. 基于流固耦合的换热管道污垢超声回波检测数值模拟与实验[J]. 中国机械工程, 2017, 28(03): 340-348.
[11]	张瑞, 姜峰, 杨晋, 胡天威, 王卫强. 基于动网格的液压缸双向流固耦合分析[J]. 中国机械工程, 2017, 28(02): 156-162.
[12]	戚向东, 连家创, 董志奎. 拉弯矫直延伸率的计算及试验分析[J]. 中国机械工程, 2016, 27(08): 1113-1116.
[13]	金成柱, 缪尧, 潘华辰. 结合水下注气系统的高压水射流清洗技术的研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(06): 717-720.
[14]	李发宗, 童水光, 袁铭鸿. 热流固耦合下增压器涡壳多目标优化[J]. 中国机械工程, 2016, 27(06): 754-760,766.
[15]	朱玉川, 陈龙, 杨旭磊. 超磁致伸缩泵悬臂梁阀流固耦合特性分析[J]. 中国机械工程, 2015, 26(3): 298-304.