李泯+孫新蕾+黃剛

摘 要：臍帶纜的水動力性能對水下作業(yè)裝備的設計具有重要意義，本文在建立水下臍帶纜動力學模型的基礎上，通過對邊值問題微分方程的求解分析，對分段綁扎臍帶和ROV攜帶自由端臍帶兩種工況進行了定量數(shù)值計算，為解決類似工程問題提供了有效途徑。

關鍵詞：臍帶纜；水動力；水下作業(yè)

中圖分類號：U661.33+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）11-0044-03

隨著海洋開發(fā)活動的不斷深入，多樣化的水下作業(yè)裝備如遙控潛器、自主潛器、載人潛器、飽和潛水等裝備不斷涌現(xiàn)。由于海洋環(huán)境的復雜性，自主作業(yè)潛器（如智能水下機器人）的智能化程度尚不足以獨立完成一些較為復雜的水下作業(yè)，當前可應用于水下作業(yè)的裝備主要為遙控潛器（ROV）、載人潛器、飽和潛水等，其共同特點是需要臍帶纜，一方面為作業(yè)裝備持續(xù)提供電力。另一方面可以為作業(yè)裝備和水面支持母船之間提供信息交互，如視頻、控制信號、通訊等。

臍帶纜在水下作業(yè)裝備中的應用主要分為兩種形式，一是作業(yè)裝備攜帶臍帶纜自由運動，臍帶纜的兩端分別為水面母船和水下裝備，連璉等曾對該種形式臍帶纜的水動力性能進行了分析。另一種是臍帶纜綁扎在固定引導纜上，隨著水下作業(yè)裝備的布放進行分段綁扎，飽和潛水作業(yè)通常采用該種形式。本文根據(jù)某水下作業(yè)裝備的應用開展了兩種形式的水動力計算，一是分段綁扎臍帶纜的水動力學數(shù)值分析，二是ROV攜帶自由臍帶纜的水動力學數(shù)值分析。

如上圖所示，假設ROV從導纜的正下方向前運動，若設定末端坐標為（0， 18），則ROV的坐標位置則從（0， 0）向（-5， 0），計算結果如下表所示：

3 結論

本文在對臍帶纜微元進行動力學建模的基礎上，對臍帶纜在水下的力學特性進行了分析，對分段綁扎臍帶、自由端移動臍帶在水下的受力進行了定量化的數(shù)值計算。計算結果表明，臍帶纜在海流作用下的水動力不容忽視，必須在工程設計中加以考慮。本文的計算結果對于解決臍帶纜的工程應用問題具有一定的參考意義。

參考文獻：

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