水下拖曳系统稳定性分析与数学仿真平台的构建

《水下拖曳系统稳定性分析与数学仿真平台的构建》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201271482学校代码10487密级硕士学位论文水下拖曳系统稳定性分析与数学仿真平台的构建学位申请人：马超学科专业：船舶与海洋工程指导教师：张志国副教授答辩日期：2014年5月日万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStabilityAnalysisoftheUnderwaterTowingSystemandImplementationofMathematicalSimulationPlatformCandidate:MAC

2、haoMajor:NavalArchitectureandOceanEngineeringSupervisor:Dr.ZHANGZhiguoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据独创性声明保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标

3、明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据摘要水下拖曳系统对水下各种目标探测、海洋学研究、海底资源开发和军事等诸多领域有着十分重要的意义。水下拖曳系统通常由拖曳缆绳以及被

4、动或可控制水下拖曳体组成。水下拖曳系统的设计，就其整体来说是一个涉及面很广的复杂问题。因此，有必要准确预报水下拖曳系统的性能及运动规律，这对于拖曳系统的设计和使用来说是非常重要的。本文以一般的水下拖曳系统为研究对象，在前人研究成果的基础上，对拖曳系统做了更深入的研究。文中的拖缆采用Ablow和Schechter提出的模型，用有限差分法进行数值离散。拖体则采用一般形式的带有水平可控翼板和竖直可控翼板的可控制水下拖曳体。本文根据鱼雷以及水下潜器的稳定性分析方法推导出水下拖曳体的稳定性分析方法。首先以水下拖曳系统的数学运动模型为基础，把运动方程分成纵向运动和横侧向运动分别进行线性化简化，同时对拖曳

5、力进行合理简化，用拉普拉斯变换法求解小扰动方程组，并用李雅普诺夫定理判断拖曳系统的稳定性。本文通过对以往研究成果的梳理，设计并实现了水下拖曳系统数学仿真平台，并进行了测试。实现了拖缆三维形态模拟、拖曳系统动态耦合分析、拖体稳定性、操纵性分析以及拖曳系统优化设计等功能，程序界面友好，并能实现三维软件数据输入。本平台可以用于水下拖曳系统的仿真和预报。关键词：水下拖曳系统；稳定性分析；运动方程；仿真万方数据AbstractUnderwatertowingsystemisofsignificantimportancetounderwaterdetecting,drilling,militaryope

6、rationsandoceanographicresearch.Accuratepredictionoftheperformanceandmotionofunderwatertowingsystemisnecessarytoitsdesign.Inthispaper,athoroughresearchontowingsystembasedonothers’workispresented.ThemodelproposedbyAblowandSchechterisadopted,andfinitedifferencemethodisusedinthenumericaldiscretization

7、.Toanalyzethestabilityoftheunderwatertowingsystem,motionequationsaresimplifiedaslinear,andclassifiedaslongitudinalandtransversal.Meanwhile,thesmallperturbationsaresolvedwithLaplacetransform.Thestabilityisde