深海潜标姿态的动力学仿真分析与验证及沉降原因探究

• 作者: 王蓓 陈永华 于非
• 来源期刊: 海洋科学
• 关键词: 潜标锚泊系统 姿态模拟 有限元模型 海流分布模型
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 研究报告|REPORTS
• 页码范围: 81-94
• 页数: 14页
• 分类号: P715
• 语种: 中文
• DOI: 10.11759/hykx20201017001

摘要

论文结合中国科学院海洋研究所2017年至2018年在西太平洋布放的一套6000 m深自容式锚泊潜标系统,利用其温、深、盐及海流数据,参考卫星观测的海面资料,依据潜标结构组成,创新性地选用多体动力学软件ADAMS建立柔性缆体有限元模型,进行复原式姿态模拟,对此潜标异常沉降情况进行原因探究,为降低大深度沉降的影响,提出相应方法.本文所提出的柔性体模型,可依据海流参数变化改变有限元长度,自定义流阻状态,已被证明在较小海流和海流异常大两种分布模型的模拟下,柔性缆体有限元模型分析所得绝对沉降误差达缆绳总长的0.18％和0.41％.通过计算机模型依据实际情况的模拟结果,最终印证异常沉降值的形成原因:(1)在系泊结构既定且安全布放的前提下,其沉降异常值的出现只能与其当日所处环境的海流分布状态相关.模型锚泊最大受力8621 N,合理选择布放地点、潜标材料可降低系泊损坏风险;(2)若大洋中尺度涡形成和临近导致流速激增,其对整个系统的作用将决定锚系系统布放期间异常沉降深度,由于中尺度涡的形成与迁移具有可预报性,结合系泊深度和位置的及时调整可减小超深度沉降所导致的影响.