水下拖曳系统定深和展开性能湖上试验研究

为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系统定深、展开策略.试验结果表明:拖体及拖缆所受流体力的变化是引起定深和展宽改变的主要原因,降低航速、增加水平翼板下攻角、放缆能够增加拖体定深,增加垂直翼板攻角和放缆能够增加拖体展宽.对短缆拖曳系统而言,拖体定深或展宽需要进行调整时,可按增减翼板攻角-收放缆-改变航速的顺序进行.     

各向异性弯矩扭矩作用下导流缆运动建模与仿真

为分析导流缆各向异性弯矩、扭矩对其运动的影响并解决其数学建模问题,基于集中质量法基本原理,推导出导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的四自由度运动模型,并采用数值仿真方法,对导流缆在弯矩扭矩作用下的运动进行了定性的研究探讨.模型中以拖缆微元的3个姿态角为基准,给出完整的三维曲率、弯矩、扭矩及剪力的确定方法,并计入弯扭耦合作用,将其以剪力和扭矩的形式溶入到缆的运动控制方程中去,采用龙格库塔积分求解模型.最后通过仿真研究,定性研究了导流缆在各向异性弯矩扭矩作用下的运动响应特性,并给出定性的运动规律.     

水下拖曳系统运动预报

拖缆系统应用是海洋探测中的一种非常有效的手段。随着探测仪器的不断发展，对于拖曳系统的运动性能要求越来越高。将拖曳系统分成拖缆和水下拖体2个部分，分别建立运动数学模型。拖缆部分的模型以Ablow和Schechter运动数学模型为基础，拖体部分的模型采用类似潜器的水下六自由度运动方程。经过数值仿真的检验证明了模型的可靠性。     

潜艇机动时拖曳线列阵阵位预报与参数分析

为了研究采用波束形成技术监测本艇辐射噪声技术中拖曳线列阵阵位预报问题,定义了拖曳线列阵阵位与潜艇之间的相互几何关系,采用舰艇拖曳系统耦合动力学模型,仿真预报了潜艇U形机动和操舵定常回转运动时的拖曳线列阵阵位,得到了潜艇航速、操舵角度、拖缆长度变化与阵位的相互关系,依据预报结果确定了用波束形成技术监测本艇辐射噪声所应采取的操艇模式及拖曳线列阵布放参数.研究表明,采用定常回转机动可以获得满足本艇辐射噪声监测要求的稳定的拖曳线列阵阵位,拖缆长度和回转舵角对拖曳线列阵阵位影响较大,回转速度对拖曳线列阵阵位影响较小.     

水下双拖系统动力学建模与仿真

水下双拖系统是海洋工程中非常重要的一种拖曳系统,可以用于潜艇通讯、数据传输、海洋测量等。文章根据达朗伯原理建立了拖曳系统的动力学模型,确定了边界条件,根据动量和动量矩定理建立了浮标运动的数学模型,并基于统一的有限差分数值方法建立了整个拖曳系统的数值解法。最后对典型的水下双拖系统进行了仿真计算,结果显示:水下双拖系统运动稳定,说明建立的动力学模型的正确性,及其数值算法的稳定性;浮体的使用使拖缆远离了艇体,很好地保证了潜艇的安全性,说明了浮体使用的必要性。     

串并联机器人主轴平台结构参数的敏感性分析

5自由度串并联机构机器人在数控操作(加工)时具有灵活性,3-PRS主轴平台在操纵运动的3个方向上起了关键作用,为了解决这个问题,提出了一种解析方法用来研究主轴平台结构参数的敏感性问题并建立了敏感性模型,基于此模型和实例仿真,讨论了影响主轴平台位置和方向的所有参数,发现滑座进给参数、连杆长度和主轴(包括刀具)的安装长度尺寸是影响平台位姿精度的关键参数.     

串并联机器人主轴平台结构参数的敏感性分析

5自由度串并联机构机器人在数控操作(加工)时具有灵活性,3-PRS主轴平台在操纵运动的3个方向上起了关键作用,为了解决这个问题,提出了一种解析方法用来研究主轴平台结构参数的敏感性问题并建立了敏感性模型,基于此模型和实例仿真,讨论了影响主轴平台位置和方向的所有参数,发现滑座进给参数、连杆长度和主轴(包括刀具)的安装长度尺寸是影响平台位姿精度的关键参数.     

单神经元自适应PID在水下拖曳控制系统中的应用

基于多参数拖曳式剖面测量系统的物理参数,从运动物体六自由度方程出发建立了深度控制模型。利用单神经元自适应PID,对拖体深度控制进行了仿真,并与常规PID控制方法进行了对比。结果表明:在3种不同的拖曳速度下,两种方法的响应时间随输入深度的变化曲线都存在一个阈值深度。大于阈值深度时,单神经元自适应PID比常规PID响应快得多,即对于大深度输入,前者的响应时间能够满足控制要求,而后者明显过长。说明单神经元自适应PID控制方法对于大深度输入响应快,不同拖曳速度下深度控制自适应性好。     

拖缆长度对筒基平台气浮拖航影响的试验研究

以筒型基础平台为对象,在拖航速度、系拖点以及吃水深度一定的条件下,对不同拖缆长度的拖航组合,采用1:20的模型进行顺浪和逆浪下的拖航试验.通过测定各试验组合拖航过程中平台运动加速度、筒内气压力、筒底水压力以及拖缆力变化,分析得到拖缆长度对筒型基础平台顺浪与逆浪拖航时基本力学参数的影响,进而得出其对平台航向稳定性的影响.分析结果表明,与顺浪拖航相比,逆浪拖航时拖缆长度对平台横荡运动影响较大;合理的拖缆长度有利于缓解拖车与筒型基础平台运动不协调而产生的冲击张力,有利于缓解偏荡;但当拖航长度过大,其纵荡、横荡及垂荡幅度加大,直线航行能力越差,拖航操纵困难.对于该筒型基础平台,在顺浪和逆浪拖航中,拖缆长度为48 m(即3.2倍的平台宽度),平台的拖航稳性和耐波性均最高.     

喷水推进型水下滑翔机的水平翼参数配置及定常运动分析

以喷水推进型水下滑翔机为研究对象,对比理论计算、数值仿真和拖曳试验结果,验证数值仿真方法计算水动力的准确性.考虑水平翼对水下滑翔机滑翔效率和静稳特性的影响,通过设计正交仿真试验和利用惠克公式确定水平翼的参数配置.基于刚体六自由度动力学模型,建立喷水推进型水下滑翔机的动力学模型,对定常滑翔运动和水平面回转运动进行运动仿真.结果表明,滑翔运动时,随质心调节位移的增加,攻角减小、滑翔角和滑翔速度增大;水平面回转运动时,随舵角增大,回转半径和回转周期减小,并且航速越快,尾舵调节效果越好.研究结果对喷水推进型水下滑翔机的设计与应用具有指导意义.     

悬索桥断索动力响应有限元模型参数研究

采用有限元方法（FEM）建立考虑主缆局部振动影响因素的悬索桥断索动力分析模型,研究主缆局部振动对悬索桥断索动力响应的影响程度. 对主缆物理抗弯刚度、单元网格密度、索夹质量、模型阻尼比以及吊索应力初始状态等因素进行参数分析,给出提高计算结果精度的建议. 结果表明：在进行悬索桥断索动力分析时,主缆局部振动对计算结果精度具有不可忽略的影响;有限元模型中主缆物理弯曲刚度、单元网格密度和索夹质量均是影响主缆局部振动的关键参数. 结构整体模态阻尼和主缆局部阻尼均能有效抑制断索点主缆振动,分析模型须考虑局部主缆单元阻尼和结构整体模态阻尼的差异. 结构断索动力响应随着断裂吊索初始应力增大而增大,结构断索响应动力放大系数变化幅度不大.     

拖体被动升沉补偿系统非线性建模及仿真

为了研究拖体被动升沉补偿系统中蓄能器压力和流量的非线性关系对拖缆张力和拖体深度的影响,运用软件“AMESim”建立了系统的非线性仿真模型,在41、165 L的蓄能器压缩空气初始体积和0.6、0.781、1.0、1.25 rad/s的母船升沉运动参数下,分别对拖缆张力和拖体深度变化进行了仿真研究.研究表明,当被动升沉补偿系统稳定工作时,拖缆张力变化范围与蓄能器压缩空气初始体积大小成反比,蓄能器压力和流量的非线性关系促使拖体深度沿一定斜率的斜线变化,产生了“拖体深度漂移”.     

不同盖板高度对拖体性能的影响研究

运用STAR-CCM+软件,对7种不同盖板高度的拖体在不同偏角及不同攻角下的流场进行了数值模拟,得到其流场、压力分布。研究结果表明,拖体产生偏角后,其水动力中心值随着盖板高度的增加而减小,拖体的稳定性随着盖板高度的增加而减弱;拖体产生攻角后,其水动力中心值随着盖板高度的增加而增加(盖板高度为0的拖体除外),拖体的稳定性随着盖板高度的增加而增强。拖体在稳定状态时的升阻比随着盖板高度的增加先减小后增大,即在放缆长度相同时,拖体入海的深度先增大后减小。盖板高度a=60mm时,拖体的综合性能最优。该项研究为拖体设计提供了一种有效方法。     

末敏子弹稳态扫描阶段运动特性研究

末敏子弹稳态扫描阶段的运动特性对探测器的目标识别具有重要影响.为研究末敏子弹稳态扫描阶段的运动规律,采用第二类拉格朗日力学方法,建立伞-伞盘-弹体系统三刚体动力学模型,得出系统的动能和广义力,并将其带入拉格朗日方程进行求解,得到系统运动方程.使用Adams软件对伞-弹系统进行仿真,得到系统在稳态扫描阶段的运动特性,结果...     

基于STAR-CCM+的拖体水动力特性仿真计算

采用CFD软件STAR-CCM+对某型水下拖体的水动力特性进行了仿真计算.并结合Java语言二次开发了一个能通用于各拖体模型代入计算的程序,进行适当的前处理后,能较为快捷的计算各工况水动力值.将仿真值与水池垂直面平面运动机构(VPMM)试验值进行比较,结果基本吻合,验证了雷诺平均(RANS)方法和realizable模型以及二次开发程序的适用性.可运用到后续拖体的计算中,提供参考依据,缩短设计开发周期.     

交通流动力学的理论、模型及应用

通过对交通流参数的微分分析,建立了交通流的运动微分方程和欧拉方程.提出了物理意义明确、计算简便的交通压力和黏性阻力系数以及黏性阻力.沿程黏性阻力与车道长度、流量沿车流方向的变化率和沿程黏性阻力系数成正比;局部黏性阻力与源汇流量的负值和局部黏性阻力系数成正比.连续性方程和运动微分方程构成了交通流的动力学模型.采用特征线法,得到了能够应用于匝道连接点和混合交通流的参数之间关系的一般式.将关系式应用于匝道连接点,结果表明与美国道路通行能力手册(2000版)的经验公式一致.     

基于DCT-LMS算法的自适应均衡系统的仿真研究

首先简述了逆系统原理,然后描述了用MATLAB软件仿真实验得出DCT-LMS自适应均衡滤波器的收敛性和稳态性与滤波器长度和信道失真参数之间的定量关系,为此构建了有实际意义的系统仿真模型、做出了仿真实验结果并分析了仿真实验结果的意义,最后对DCT-LMS算法性能与传统LMS算法的性能进行了分析比较.     

舰艇单缆拖带安全与非线性运动特性试验研究

在海洋环境中,舰艇的单缆拖带运动呈现许多突变现象,这些突变现象是导致拖缆断裂的主要原因.对此进行了拖曳水池模型试验研究,共进行了33种不同方案的拖曳,考虑了静水及波浪2种环境,锚链及尼龙纤维缆2种缆绳.试验测得拖带运动响应8个特征值的时间历程.研究结果表明,试验中的各种动力学响应数据清楚地体现了舰艇拖带的非线性动力学特...     

附加气动措施后箱梁断面三分力系数试验研究

通过节段模型风洞试验,研究某大桥各种抗风气动措施对静力三分力系数的影响,以期改善结构受力特性.以导流板位置、中央槽开孔率、栏杆透风率、检修车轨道位置、风障、车辆作为分析三分力系数的影响因素.研究表明:三分力系数的改变直接影响到静风荷载,这些参数的变化对主梁静风荷载的影响不容忽视.其中风障对主梁阻力系数的影响最为明显,在大攻角时主梁阻力系数在成桥有风障状态显著增大.     

通风柜下侧挡板和导流板对流场的影响分析

针对现有通风柜流场存在涡流以及气体逸出的现象, 采用计算流体动力学的方法进行仿真。更改通风柜窗口下侧结构的形状参数, 分别使用不同半径的圆弧挡板, 不同长度的椭圆弧挡板, 以及增设不同半径的导流板。通过分析通风柜内涡流大小以及出现位置来研究结构变化对通风柜内流场的影响, 从而得到结构优化的方向。结果表明, 下侧挡板高度较低且长度较短时, 通风柜的中心位置以及壁面附近存在明显的大涡流; 高度大于50 mm, 长度大于90 mm的挡板可使通风柜中心处及挡板与侧壁面交界处的涡流明显减小。增设导流板可使中心涡流消失, 同时导流板半径不能大于70 mm, 否则会在导流板外侧和末端激发明显的涡流, 为通风柜的合理化设计提供依据。