海洋原位聲學(xué)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)及釋放穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著海洋資源開(kāi)發(fā)與海底環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)地不斷推進(jìn)，各種海洋測(cè)試裝置應(yīng)運(yùn)而生，其中海洋原位聲學(xué)測(cè)試裝置是釋放在淺海海底，通過(guò)對(duì)海底底質(zhì)進(jìn)行取樣分析，以及對(duì)沉積物的聲學(xué)特性分析對(duì)海底環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)光纜實(shí)時(shí)傳輸至海岸基站的測(cè)試裝置，該系統(tǒng)不僅可以為海洋生態(tài)系統(tǒng)的研究提供更多可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可以為海底介質(zhì)與微生物的研究給予支持，對(duì)海底生態(tài)環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　本文深入研究設(shè)計(jì)了海洋聲學(xué)原位測(cè)試裝置，并進(jìn)行了加

2、工和現(xiàn)場(chǎng)海試，分別利用虛擬樣機(jī)模擬技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)裝置的釋放過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，本文從以下幾個(gè)部分完成原位裝置的設(shè)計(jì)加工并分析其釋放過(guò)程中的穩(wěn)定性:
　　1.根據(jù)實(shí)際工況要求，設(shè)計(jì)并加工出尺寸形狀合適，便于長(zhǎng)途運(yùn)輸，采用重力下行方式，外形似長(zhǎng)矛，能搭載水聽(tīng)器、聲速儀、高度計(jì)、測(cè)試矛桿、相關(guān)電纜及零配件的海洋原位測(cè)試裝置，建立裝置及其相關(guān)機(jī)構(gòu)的三維模型，并利用有限元仿真軟件對(duì)重要的零部件和主要受力點(diǎn)進(jìn)行力學(xué)分析以及強(qiáng)度

3、校核，并根據(jù)仿真結(jié)果改善危險(xiǎn)截面的受力情況和最大變形量，提高海洋原位測(cè)試裝置在海洋環(huán)境下的安全系數(shù)。
　　2.分析復(fù)雜海洋載荷條件下釋放船的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及受到的海洋環(huán)境載荷，為后面的虛擬樣機(jī)分析提供必要的輸入?yún)?shù)，再運(yùn)用ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)，建立海洋原位測(cè)試裝置在水上釋放過(guò)程中的虛擬樣機(jī)模型，研究和分析了原位裝置在各種海況以及不同布放速度下的動(dòng)力學(xué)特性，從裝置的橫向擺動(dòng)、速度、加速度、繩子拉力等各個(gè)方面比較分析，給出了海試實(shí)際釋放

4、參數(shù)的選取依據(jù)，為舟山現(xiàn)場(chǎng)海試提供理論基礎(chǔ)。
　　3.運(yùn)用流體計(jì)算力學(xué)分析軟件CFD建立了海洋原位測(cè)試裝置在水中運(yùn)動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)模型，分析了原位裝置在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)的流場(chǎng)分布和受力情況，仿真結(jié)果表明原位測(cè)試裝置在水中下降過(guò)程中穩(wěn)定性良好，傾斜角度滿(mǎn)足實(shí)際工況要求，為海試過(guò)程中的釋放方案、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及參數(shù)選擇提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。
　　4.在嘉興近海進(jìn)行了穩(wěn)定性釋放試驗(yàn)，多次試驗(yàn)結(jié)果表明原位裝置能夠安全平穩(wěn)地釋放。在舟山淺海也