КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЛУБОКОВОДНОГО ТРОСА С ГРУЗОМ НА КОНЦЕ

В.А. Леонтьев
К.ф.-м.н., Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), с.н.с., 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)297-30-58, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Б.А. Смольников
К.ф.-м.н., СПбПУ, профессор, с.н.с., 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, тел.: +7(812)552-77-78, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 30 июля 2018 года.

Аннотация
Представлена компьютерная модель движения глубоководного троса (буйрепа) с концевым грузом при его равномерной и неравномерной буксировке. Катенарная кривая равновесия буйрепа в установившемся потоке жидкости, найденная в компьютерной модели, сравнивается с ее аналитическим представлением. Для установившегося движения показано, что аналитический расчет этой кривой с высокой точностью совпадает с результатами компьютерного моделирования, проведенного в программном пакете ADAMS. Построенная модель позволила промоделировать и динамические режимы движения буйрепа, возникающие, например, при циркуляции буксира по заданной окружности. Основной целью исследования динамики буйрепа в этом режиме стал учет влияния сил присоединенных масс жидкости, как дополнение к скоростным силам гидродинамического сопротивления. Результаты учета этих сил показывают, что при описании резких переходных динамических режимов движения буйрепа необходимо принимать во внимание воздействие упомянутых сил присоединенных масс, пропорциональных ускорениям элементов буйрепа.

Ключевые слова
Глубоководный трос, буйреп, катенарная кривая, циркуляция буксира, гидродинамическое сопротивление, силы присоединенных масс, сегментно-стержневая модель троса, компьютерное моделирование.

DOI
https://doi.org/10.31776/RTCJ.6307 

Индекс УДК 
519.876.5:532.33

Библиографическое описание 
Леонтьев В.А. Компьютерное моделирование динамики глубоководного троса с грузом на конце / А.В. Леонтьев, Б.А. Смольников // Робототехника и техническая кибернетика. – №3(20). – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2018. – С. 61-67.

Литература

1. Winget J.M. Cable dynamics – a finite segment approach / J.M. Winget and R.L. Huston // Computers & Structures. – 1976. – Vol. 6. – Pp. 475-480.
2. Huston R.L. Validation of finite segment cable models / R.L. Huston and J.W. Kamman // Computers & Structures. – 1982. – Vol. 15. – № 6. – Pp. 653-660.
3. Кудрявцев Н.Ф. Теория и расчет равновесия океанографических измерительных систем. – Ленинград: Гидрометеоиздат. – 1979. – 232 с.
4. Кульмач П.П. Якорные системы удержания плавучих объектов / П.П. Кульмач. – Ленинград: Судостроение. – 1980. – 335 с.
5. Берто Г.О. Океанографические буи / Г.О. Берто. – Ленинград: Судостроение. – 1979. – 215 с.
6. Короткин А.И. Присоединенные массы судостроительных конструкций: справочник. – С. Петербург: Мор Вест. – 2007. – 447 с.
7. Биркгоф Г. Гидродинамика. Методы. Факты. Подобие / Г. Биркгоф. – Москва: Иностранная литература. – 1963. – 246 с.

Полный текст статьи (pdf)