海洋地震拖缆阻力研究
发布时间：2023-08-09 18:54
海洋资源勘探系统是海洋勘探技术的重要组成部分,其中海洋地震拖缆是此系统的关键设备之一。在实际的勘探过程中,拖缆阻力对勘探的效率和质量以及整个勘探系统的安全性有着比较大的影响,因此有必要对速度、外界干扰等影响因素进行研究。论文以海洋地震拖缆为研究对象,首先建立了海洋地震拖缆三维数学模型,通过线性化方法,得到拖缆二维运动方程,为模型拖缆的数值计算和实验研究提供了理论依据。为分析速度等因素对拖缆阻力的影响,对模型拖缆进行数值计算,得到不同速度下模拖缆的阻力,并得出在速度较低时,拖缆阻力与速度的二次方基本成正比关系。为能够准确测量拖缆阻力,考虑水下实验的特殊性和被测力的范围等因素,基于应变测试技术设计并制作了符合实验要求的弹性测力机构。对此测力机构进行了有限元分析和标定实验,证实此测力机构在实验要求的测力范围内有很好的线性度和灵敏度,此设计也为今后相似的水下实验提供了一种可行的测力方法。为研究速度、横向干扰等因素对拖缆阻力的影响,论文基于上述测力机构和缩尺比理论设计并完成了模型拖缆的拖曳实验,对实验结果进行计算分析,得出以下结论:无外部激励时拖缆阻力与拖曳速度的二次方成正比关系,验证了数值计算...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 国际方面
1.1.2 国内方面
1.2 海洋勘探技术发展历程
1.3 海洋地震勘探拖缆系统
1.3.1 拖缆系统介绍
1.3.2 水鸟内部控制系统介绍
1.4 拖缆系统研究现状
1.4.1 拖缆的数值研究
1.4.2 拖缆的实验研究
1.5 论文主要工作和创新点
第2章 水下拖缆系统动力学模型
2.1 拖缆坐标系
2.1.1 坐标系定义及变换
2.1.2 坐标系转换中的微分关系
2.2 海洋地震拖缆数学模型
2.2.1 基本假设
2.2.2 拖缆作用力平衡方程
2.2.3 拖缆运动方程
2.2.4 拖缆边界条件
2.2.5 拖缆控制方程
2.3 拖缆模型的线性化
2.4 本章小结
第3章 模型拖缆数值计算
3.1 流体动力学控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 SSTk-ω湍流模型
3.3 模型拖缆的数值计算
3.3.1 模型拖缆的计算域和网格划分
3.3.2 数值计算结果
3.4 本章小结
第4章 模型拖缆实验设计
4.1 实验目的及难点
4.2 实验方案设计
4.2.1 实验系统的设计
4.2.2 实验对象及工况的设计
4.2.3 实验过程的设计
4.3 实验装置与设备
4.3.1 拖曳水池及拖车系统
4.3.2 模型拖缆
4.3.3 数据采集分析设备
4.3.4 横向干扰激励系统
4.3.5 水下摄像机
4.4 本章小结
第5章 弹性测力机构的设计及应用
5.1 弹性测力机构的设计目的和要求
5.2 弹性测力机构的结构设计和测力原理
5.3 弹性测力机构各部件的选取
5.3.1 套筒及连杆的选取
5.3.2 弹性元件的选取
5.3.3 应变片的选取
5.4 弹性测力机构的理论分析与数值计算
5.4.1 传感器机构受力理论分析
5.4.2 有限元法求解弹性测力机构
5.5弹性测力机构的标定实验
5.5.1 实验原理和设计
5.5.2 实验过程和数据记录
5.6 实验结果计算和对比分析
5.7 本章小结
第6章 无外部激励模型拖缆阻力实验
6.1 数据处理与转换
6.2 尾拖阻力实验分析
6.2.1 实验信号记录与数据计算
6.2.2 尾拖实验结果分析
6.3 拖缆阻力实验分析
6.3.1 实验信号记录及数据计算
6.3.2 拖缆阻力实验分析
6.3.3 数值计算与实验结果的比较
6.4 量纲分析法在拖缆阻力计算中的应用
6.4.1 量纲
6.4.2 量纲分析原理
6.4.3 量纲分析的一般方法
6.4.4 拖缆阻力的量纲分析法
第7章 横向正弦激励下模型拖缆阻力实验
7.1 拖缆阻力数据信号记录
7.2 阻力数据计算与实验结果分析
7.3 受低频干扰的一般拖缆的阻力估算
7.4 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 全文总结
8.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
本文编号：3840769
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 国际方面
1.1.2 国内方面
1.2 海洋勘探技术发展历程
1.3 海洋地震勘探拖缆系统
1.3.1 拖缆系统介绍
1.3.2 水鸟内部控制系统介绍
1.4 拖缆系统研究现状
1.4.1 拖缆的数值研究
1.4.2 拖缆的实验研究
1.5 论文主要工作和创新点
第2章 水下拖缆系统动力学模型
2.1 拖缆坐标系
2.1.1 坐标系定义及变换
2.1.2 坐标系转换中的微分关系
2.2 海洋地震拖缆数学模型
2.2.1 基本假设
2.2.2 拖缆作用力平衡方程
2.2.3 拖缆运动方程
2.2.4 拖缆边界条件
2.2.5 拖缆控制方程
2.3 拖缆模型的线性化
2.4 本章小结
第3章 模型拖缆数值计算
3.1 流体动力学控制方程
3.1.1 质量守恒方程
3.1.2 动量守恒方程
3.2 SSTk-ω湍流模型
3.3 模型拖缆的数值计算
3.3.1 模型拖缆的计算域和网格划分
3.3.2 数值计算结果
3.4 本章小结
第4章 模型拖缆实验设计
4.1 实验目的及难点
4.2 实验方案设计
4.2.1 实验系统的设计
4.2.2 实验对象及工况的设计
4.2.3 实验过程的设计
4.3 实验装置与设备
4.3.1 拖曳水池及拖车系统
4.3.2 模型拖缆
4.3.3 数据采集分析设备
4.3.4 横向干扰激励系统
4.3.5 水下摄像机
4.4 本章小结
第5章 弹性测力机构的设计及应用
5.1 弹性测力机构的设计目的和要求
5.2 弹性测力机构的结构设计和测力原理
5.3 弹性测力机构各部件的选取
5.3.1 套筒及连杆的选取
5.3.2 弹性元件的选取
5.3.3 应变片的选取
5.4 弹性测力机构的理论分析与数值计算
5.4.1 传感器机构受力理论分析
5.4.2 有限元法求解弹性测力机构
5.5弹性测力机构的标定实验
5.5.1 实验原理和设计
5.5.2 实验过程和数据记录
5.6 实验结果计算和对比分析
5.7 本章小结
第6章 无外部激励模型拖缆阻力实验
6.1 数据处理与转换
6.2 尾拖阻力实验分析
6.2.1 实验信号记录与数据计算
6.2.2 尾拖实验结果分析
6.3 拖缆阻力实验分析
6.3.1 实验信号记录及数据计算
6.3.2 拖缆阻力实验分析
6.3.3 数值计算与实验结果的比较
6.4 量纲分析法在拖缆阻力计算中的应用
6.4.1 量纲
6.4.2 量纲分析原理
6.4.3 量纲分析的一般方法
6.4.4 拖缆阻力的量纲分析法
第7章 横向正弦激励下模型拖缆阻力实验
7.1 拖缆阻力数据信号记录
7.2 阻力数据计算与实验结果分析
7.3 受低频干扰的一般拖缆的阻力估算
7.4 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 全文总结
8.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
本文编号：3840769
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3840769.html