带有低张力系缆的海洋遥控潜水器多体系统非线性耦合动力特性研究

本研究借助于理论分析和水池实验等手段，建立深海笼置带缆遥控潜水器（TROV）多体系统空间运动模型，探讨支持船-吊缆-罐笼-脐带缆-潜水器多体之间的强非线性耦合运动机理；支持船、潜器的运动都考虑为六自由度，缆索分段的三维动态方程中计入了缆索的弯曲刚度,以去除当缆索张力降为零时潜在的奇异性。方程可以退化为完全挠性缆索。采用高阶"凝集参数"模型与平均切向量非线性流体动力载荷处理技术，通过计算非均匀缆索的瞬态构形和动张力，预报可导致脐带缆保护层及其内部光电传输芯线结构破坏的巨大瞬间突变载荷，解决潜水器与海底的物体或与后退、下沉的潜水器本体纠缠问题，本研究对避免谐振或至少可以在谐振时生存、延长缆索寿命和最大限度地扩大ROV系统安全操作的范围、确保潜水器安全入坞和回收、节约试验费、避免作业事故都具有重要意义。