海底管道檢測信標設備水下運動狀態研究

　　修正后的阻力為：

(16)

　　下沉過程中，相同密度和當量直徑的球體經過計算后的阻力如下：

(17)

　　上浮過程中，信標設備的基座留在水下，信標儀器艙解鎖上浮，上浮過程的主要參數如下：

　　SolidWords計算測得信標儀器艙的表面積約為：

　　s=0.8577m²

　　計算得出：

　　體積當量直徑：

　　球形系數：

　　修正后的阻力系數為：

(18)

　　因比x略大，取φ_f=0.25。

　　修正后的阻力為 (19)

2.3 MATLAB仿真計算

　　信標下降運動狀態仿真如圖4;

　　相同當量直徑球體下降運動狀態仿真曲線如圖5;

　　信標上升運動狀態仿真曲線如圖6;

　　相同當量直徑球體上升運動狀態仿真曲線如圖7。

2.4 信標運動狀態結論

　　信標設備下沉過程中1s達到沉降末速1.59m/s，而后以該速度做勻速直線運動。相同當量直徑球體約3s達到沉降末速3.19m/s，后以該速度做勻速直線運動。信標設備上浮過程中1s達到末速1.44m/s，相同當量直徑球體約2s達到沉降末速2.175m/s。信標設備的沉降末速約為相同當量直徑球體沉降末速的X倍，信標設備的表面積越接近標準球形，其球形系數越接近1，運動末速越接近球體的沉降末速，運動狀態越接近具有相同當量直徑的球體。可見，該信標的形狀與相同當量直徑的標準球體相差還是較大的。

3 山東煙臺海試

　　在船上首先將信標連同基座鎖緊后投入海里后進行遙控操作，解鎖上浮正常。傳輸距離約為100m，水深約13m ，上浮時間約為8s~9s，平均速度約為1.5m/s。與仿真結果1.44 m/s相差不大。

4 總結

　　本文通過理論推導和仿真推導海底管道檢測信標設備的水下布放與解鎖上浮的運動狀態，通過海試驗證理論推導的正確性，最終驗證了李萊曲線和阻力公式應用于信標設備運動分析的正確性和可行性。

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本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第5期第50頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。