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本文采用柱坐标系建立了水下拖曳缆索回转构形问题的数学模型,使得研究、计算更为简便。在该柱坐标系下推导得到了表征拖缆在定常回转拖曳过程中形状及张力的拖缆运动方程组。使用 Matlab编制了计算程序,同时采用了四阶Runge-Kutta法对拖缆运动方程组进行数值积分,最终对拖缆空间构形进行了仿真。通过改变船舶拖曳回转半径的大小,研究得到了随船舶拖曳回转半径变化,拖缆首部端点回转半径与拖缆尾部端点回转半径间的变化规律;通过改变船舶拖曳速度、拖缆缆长的大小,研究得到了拖曳缆索尾端深度值随船舶拖曳速度、拖缆缆长变化的规律。 基于国际先进水动力学分析软件 OrcaFlex,设计了水下拖曳系统回转动态仿真模型并设定了环境载荷参数及组件参数。动态模拟了水下拖曳体系的回转过程。结合仿真计算结果,研究得到了拖曳点 endA和拖曳缆索尾端 endB深度值在时域上的变化规律;缆索张力和缆索曲率沿缆长方向的变化规律。通过对比有流及无流条件下缆索的动态响应变化,讨论了海流对水下拖曳系统动态响应的影响。 最后,改变拖曳船舶回转半径,讨论了拖曳系统小半径回转问题及临界半径问题。从而为船舶水下拖曳缆索空间构形的预报研究提供一些参考。