深海潛標(biāo)姿態(tài)的動力學(xué)仿真分析與驗證及沉降原因探究

王 蓓 ,陳永華 ,于 非

(1.中國科學(xué)院海洋研究所,山東 青島 266071; 2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049; 3.中國科學(xué)院海洋大科學(xué)研究中心,山東 青島 266071)

現(xiàn)階段,數(shù)字信息在水環(huán)境內(nèi)很難有效傳遞[1],自容式海洋潛標(biāo)布放到定點(diǎn)位置幾個月至幾年,待其回收之后才能獲得布放時間段海洋資料數(shù)據(jù)[2-3]。20世紀(jì) 50年代,美國率先開展海洋潛標(biāo)技術(shù)[4],帶動了世界各個海洋強(qiáng)國潛標(biāo)觀測技術(shù)的發(fā)展,錨泊的設(shè)計和分析方法也隨之進(jìn)步[5]。

迄今為止,數(shù)學(xué)模型已經(jīng)能夠逐步模擬出極為近似錨泊線的柱狀模型,不論是否采用彈性存在的方法,都能對其張力進(jìn)行分析[6]。Smith等[7]采用拉格朗日迭代分析懸鏈線方程模擬深海錨系多種成分錨泊線,將問題轉(zhuǎn)化為8自由度的單一多項式方程; Chai等[8]基于半解析準(zhǔn)靜態(tài)法模擬三維局部著陸和完全懸掛錨泊線的假想姿態(tài); Xu等[9]應(yīng)用ACER方法預(yù)測3小時極限系泊張緊力從而得出研究系泊纜可靠性的詳細(xì)程序。計算方法的不斷發(fā)展促使可視模型的廣泛運(yùn)用。Dewey[10]設(shè)計的Mooring design,可用于設(shè)計單點(diǎn)海洋系泊、評估風(fēng)和流影響下的系泊張力和形狀、模擬系泊受力時的元件位置; Shibata等[11]使用 OrcaF-lex計算電流發(fā)生器施加到動態(tài)電纜上的應(yīng)力,通過將電纜固定在系泊繩的多個點(diǎn)位模擬出最安全樣式。前者程序簡單但預(yù)測精度低,模型單一; 后者多用于船舶工程中電路傳送大系統(tǒng)的模擬。國內(nèi)仿真方法各異,汪舟紅等[12]為達(dá)成減少船舶運(yùn)動、均衡纜繩張力的優(yōu)化目標(biāo),運(yùn)用 OPTIMOOR軟件將不同的纜繩材質(zhì)、長度以及預(yù)張力進(jìn)行對比。李亞男等[13]運(yùn)用水動力分析軟件AQWA研究半潛式平臺系統(tǒng)的定位方法,在風(fēng)、浪、流聯(lián)合作用下,通過改變纜長來模擬平臺的定位。目前國內(nèi)系泊仿真分析傾向于設(shè)備定位,纜系布放和其水下姿態(tài)對系泊影響雖多,研究較少。

深海潛標(biāo)系統(tǒng)多為單點(diǎn)系泊[14],在無環(huán)境載荷時,其預(yù)張力使纜系呈鉛直態(tài),存在波和流的作用時,纜系發(fā)生不可避免的偏移沉降,作用力超過一定幅值會導(dǎo)致零張力和最大張力的出現(xiàn)[15]。本文所模擬的潛標(biāo)布放于西太平洋黑潮延伸區(qū)[16],該位置具有獨(dú)特的大、小雙環(huán)流結(jié)構(gòu),區(qū)域內(nèi)海流錯綜復(fù)雜,中尺度渦現(xiàn)象非?；钴S[17],受其影響,海域流速比大洋的特征流速高數(shù)倍,且延伸至水下幾百至上千米[18],大洋中的中尺度渦以與長Rossby波速相近的速度向西傳播[19],其運(yùn)輸作用相應(yīng)地改變了海水密度[20],促成小尺度能量的傳遞[21],是潛標(biāo)環(huán)境載荷中不可忽略的一部分。故而為避免錨系受到異常海流的影響進(jìn)而損壞,需對其設(shè)計提出相應(yīng)的規(guī)避風(fēng)險要求,以保證其在工作時得到的數(shù)據(jù)完整、真實、有效。為保證自容式潛標(biāo)在水下工作狀態(tài)的可預(yù)測性,同時能夠最大程度的優(yōu)化纜系的結(jié)構(gòu)設(shè)計,以達(dá)到安全效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)相結(jié)合的目的,本文擬結(jié)合中國科學(xué)院海洋研究所在西太平洋(30°N,146°E)布放潛標(biāo)的回收數(shù)據(jù),通過深海三維環(huán)境的建立還原海流及中尺度渦作用的影響; 分析設(shè)備和纜繩的材料性質(zhì),整體建模還原深海錨泊潛標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件。參考輔助設(shè)計資料[22-24],應(yīng)用ADAMS動力學(xué)仿真模型,將深海三維模型與錨系建模疊加,驗證其分析系泊姿態(tài)的合理性以及在不同海流條件下的準(zhǔn)確度,得出纜系張力結(jié)果,分析異常沉降形成原因,提高潛標(biāo)布放安全性,達(dá)到觀測所需要的穩(wěn)定性。

1 深海錨泊系統(tǒng)動力學(xué)仿真原理

1.1 潛標(biāo)系統(tǒng)

錨泊系統(tǒng)實際全長為5 870 m,布放水深6 070 m。該潛標(biāo)系統(tǒng)主要包括1個主浮體、7組玻璃浮球組、2組溫深鹽鏈、深海海流觀測單元、1組聲學(xué)釋放單元以及1組錨系單元,所有單元通過10 mm凱夫拉纜繩串聯(lián)布放。主要搭載的設(shè)備如下: 主浮體搭載2臺75 kHz聲學(xué)多普勒剖面測量儀(ADCP),其流速觀測范圍為水面至水下1 000 m; 在溫鹽鏈的設(shè)計中,水深200 m至500 m均勻布放四臺溫鹽深測量儀(SBE37CTD),水深250 m至1 000 m布放10臺溫儀(SBE56); 深海海流情況通過位于1 800 m、3 000 m和5 800 m的3個單點(diǎn)海流計觀測深海的流速結(jié)構(gòu)特征。潛標(biāo)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 纜系結(jié)構(gòu)設(shè)置圖Fig.1 Diagram of the cable system structure setting

1.2 潛標(biāo)動力學(xué)分析方法

當(dāng)整個錨系系統(tǒng)在有流海域布放時,水流沖擊力、重力錨阻力、錨系重力和浮力會使整個錨系系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)飄移,整個纜系必將在三維空間中沿兩個水平的方向橫搖 ΔX和 ΔY,在鉛直方向上產(chǎn)生一定的沉降ΔZ[25],水流阻力方程如式(1)所示。

其中,ρ為流體密度,C1、C2分別為切向阻力系數(shù)和法向阻力系數(shù),A1、A2為切向迎流面積和法向迎流面積,v為流動速度,θ為潛標(biāo)錨泊設(shè)備與水平方向夾角。

纜體分析則是將柔性體繩分成有限個剛性有限元,使整個模擬系統(tǒng)形成以多體動力學(xué)理論為基礎(chǔ)的集中質(zhì)量-彈簧模型,其錨系纜繩上第i個質(zhì)量的運(yùn)動方程如式(2)所示[26]。

其中,mi為第i段纜繩的質(zhì)量,ai為其加速度,ei+1/2和ei-1/2分別為結(jié)點(diǎn)i、i+1和i、i-1間被拖曳流體的虛質(zhì)量,aiN|i+1/2和aiN|i-1/2是向量ai在兩段上的法向分量,力向量Fi包括兩段纜繩中的張力、拖曳力、重力和浮力,以及其他任何外力。

1.3 潛標(biāo)錨系系統(tǒng)有限元分析

模擬仿真自容式潛標(biāo)系統(tǒng)在水下工作時,將對系泊與環(huán)境進(jìn)行如下假設(shè),以便簡化分析:

1) 纜繩模型由n個微分纜繩單元組成,纜繩單元為剛直桿體,兩個微分單元之間進(jìn)行鉸接,傳遞受力。同時由于n足夠大,鉸接纜繩模型的凈重以及張力彎曲性質(zhì)等都無限接近實際纜繩模型。

2) 在全部深度上,海流方向都需分為u和v兩個水平方向和一個垂直方向w,作用在任何一個元素上的三維模型方向一致,流體阻力作用在錨泊纜繩與水流速度向量的平面內(nèi)。

3) 假定系泊連接纜繩為柔性結(jié)構(gòu),不能傳遞彎矩。

4) 永遠(yuǎn)假定錨系底部自由度為0。

假設(shè)中n可以無限大以達(dá)成精密度極高的模擬計算,但由于模型邊界條件的理想化、回收數(shù)據(jù)量有限、忽略柔性體傳遞彎矩、水下震蕩現(xiàn)象的作用等,可能導(dǎo)致模擬計算結(jié)果與實際情況存在一定差異。

根據(jù)假設(shè)繪制出第n個纜繩單元的受力分析圖如圖3所示,列出受力平衡姿態(tài)下計算公式。

圖3 第n段錨泊纜繩受力圖Fig.3 Force diagram of the nth section of the mooring rope

表1 錨系搭載設(shè)備水下凈重力表Tab.1 Net weights of the underwater anchoring equipment

圖2 集中質(zhì)量-彈簧模型Fig.2 Lumped mass-spring model

式中,Tn+1和Tn-1分別為第n+1和第n-1個微元對于第n個微元產(chǎn)生的牽引力,這兩個牽引力與鉛直方向的夾角分別為θn+1和θn-1,將這兩個牽引力在xz平面上的投影與x軸的夾角分別定為αn+1和αn-1,設(shè)B為微元n所受的浮力,G為微元所受的重力,而FU和FV分別為微元n在三維海流中受U向和V向海流影響所受到的黏性阻力與法向阻力之和,其中:

式中,Cn為纜繩法向/切向阻力系數(shù),L為第n段微元長度,d為纜繩微元直徑,vun、vvn分別為第n段微元所受U、V方向平均流速,θ為傾斜纜繩與平面xz之間夾角。

將FU、FV代入平衡姿態(tài)計算公式,由于第n個微元和第n+1個微元仍滿足上述平衡方程,經(jīng)過聯(lián)立求解可知,當(dāng)體系狀態(tài)穩(wěn)定,Tn-1、θn-1、αn-1以及海流情況vun、vvn確定時,第n段微元θ有且僅有唯一解,第n+1段微元Tn+1、θn+1、αn+1有且僅有唯一解。配合如下幾何關(guān)系,通過分布外推法、打靶法等數(shù)值求解方法,即可得到錨泊線幾何形狀[27]。

1.4 潛標(biāo)系統(tǒng)模型設(shè)計

據(jù)玻璃浮球和主浮體位置將錨系纜繩分成 8段進(jìn)行等比例建模,由于不同深度存在不同流速,進(jìn)而對于纜繩的精密度劃分要求有明顯區(qū)別,3 000 m以下海洋潛流影響極小的纜系受力單一且穩(wěn)定,適當(dāng)降低精密度可減少結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。其中凱夫拉纜繩的參考水下密度為1.05 g/cm3。纜繩微元化分量n的取值如表2所示。

表2 纜繩微元劃分表Tab.2 Cable micro-element divisions

纜繩建模完成后在結(jié)構(gòu)相應(yīng)位置固定等比例大小的CTD、單點(diǎn)海流計、ORE 等錨系懸掛設(shè)備,并施加同等重力。

2 潛標(biāo)流阻環(huán)境載荷影響因素

2.1 潛標(biāo)布放位置海流載荷影響

潛標(biāo)錨系系統(tǒng)于2017年4月布放于日本東南部西太平洋(30°N,146°E),于 2018年 6月進(jìn)行回收。潛標(biāo)回收后獲得 ADCP以及 SBE37CTD,提取設(shè)備升降情況和海洋要素,搭載雙75 kHz ADCP的主浮體設(shè)備的深度變化情況,經(jīng)過正交分解后的U、V和W三種方向時間-深度-海流關(guān)系圖如圖4、圖5、圖6。

圖4 經(jīng)向海流流速與主浮體深度圖Fig.4 Diagram of the position relationship of the main floating body and zonal ocean-current velocity

圖5 緯向海流流速主與浮體深度圖Fig.5 Diagram of the position relationship of main floating body and meridional ocean current velocity

圖6 垂向海流流速主與浮體深度圖Fig.6 Diagram of the position relationship of the main floating body and vertical ocean current velocity

僅通過本次對垂向海流數(shù)據(jù)的處理可知布放期間海流方向鉛直向下,依據(jù)公式(3)—公式(9)計算可知,在0～1 000 m內(nèi)垂向海流對錨泊纜系的下壓流阻范圍為0～10 N,由于整個錨泊系統(tǒng)總凈浮力約6 600 N,故垂向海流對于纜繩整體姿態(tài)影響程度較小。

根據(jù)圖中主浮體深度曲線可之,4月19日錨泊系統(tǒng)下放至姿態(tài)穩(wěn)定后,主浮體位置與預(yù)設(shè)水下400 m基本相同。錨泊系統(tǒng)布放期間有3個沉降峰值,分別為(1)2017年7月5日下潛至水下577 m,實際下沉177 m,受東北方向海流影響; (2)2017年8月28日下潛至水下635 m,實際下沉235 m,受西南方向海流影響; (3)2018年4月27日下潛至水下829 m,實際下沉429 m,受西南方向海流影響。

2.2 潛標(biāo)布放位置海水密度變化影響

全布放時間段200 m至500 m SBE37CTD解析數(shù)據(jù)結(jié)果圖如圖7所示,由鹽度和水溫與深度對比曲線可以得知環(huán)境水溫均低于17 ℃,代入相應(yīng)海水鹽度公式。

圖7 200～500 m SBE37CTD溫度鹽度與深度對比圖Fig.7 Charts comparing the 200～500 m SBE37CTD temperature salinity and depth values

其中,S為鹽度;Ω為海水比重;T為水溫。計算可得200 m至500 m系泊大深度沉降時海 水密度變化范圍為1 023.5 kg/m3至 1 026.6 kg/m3。

受海水密度影響的因素包括: a) 根據(jù)公式(1)、(3)、(4)可知,海水密度會對流阻情況產(chǎn)生影響,流阻系數(shù)取1.2時,根據(jù)實際數(shù)據(jù)可知在2018年4月27日主浮體受流阻最大,U和V方向流阻總變化范圍分別為66.8～67.0 N 和 883.9～886.5 N,波動區(qū)間較小; b) 根據(jù)阿基米德浮力公式知,海水密度的變化導(dǎo)致錨泊浮力改變,結(jié)合0～1 000 m深海水密度變化數(shù)據(jù),根據(jù)實際布放潛標(biāo)錨系結(jié)構(gòu)體積計算,可得知總浮力的全時段變化范圍為-50～50 N,在特定渦旋環(huán)境下變化范圍為0～50 N,已知錨泊系統(tǒng)總凈浮力約為6 600 N,在有中尺度渦的海流環(huán)境影響下,50～100 N的浮力改變足以改變本系泊的沉降深度約10 m左右。

2.3 沉降異常深日期表征海流影響

2017年7月5日、8月28日以及2018年4月27日海面高度與流速圖[28]如圖8、圖9、圖10所示。

圖8 2017 年 7 月 5 日海面高度與流速圖(25°～30°N,130°～150°E)Fig.8 Map of sea surface height and flow velocity on July 5,2017 (25°～30°N,130°～150°E)

圖9 2017 年 8 月 28 日海面高度與流速圖(25°～30°N,130°～150°E)Fig.9 Map of the sea surface height and flow velocity on August 28,2017 (25°～30°N,130°～150°E)

圖10 2018 年 4 月 23 日海面高度與流速圖(25°～30°N,130°～150°E)Fig.10 Map of the sea surface height and flow velocity on April 23,2018 (25°～30°N,130°～150°E)

在潛標(biāo)布放海域渦旋的移動方向大部分為由東至西,偶有南北移動方向中尺度渦的形成。系泊在7月5日、8月28日以及次年4月23日,分別處于冷渦和暖渦中流速極大位置,且位于遷移方向一側(cè),其合成海流流速高達(dá)2～3 m/s。

為證明系泊沉降姿態(tài)確與中尺度渦遷移引起流速變化相關(guān),擬通過對模型施加海流狀態(tài),得出其姿態(tài)模擬結(jié)果并與實際深海設(shè)備數(shù)據(jù)記錄情況進(jìn)行對比驗證。

3 深海潛標(biāo)錨泊系統(tǒng)仿真與驗證

3.1 系統(tǒng)模型的建立

利用ADAMS軟件建立1∶1真實錨泊模型,其水中無流情況下模型如圖11所示。

圖11 深海潛標(biāo)錨泊系統(tǒng)1∶1模型圖Fig.11 1∶1 Model of the deep-sea submersible anchor mooring system

其中水流阻力施加的參數(shù)包括 a) 海水密度1 025 kg/m3; b) 各個結(jié)構(gòu)流阻系數(shù)施加情況如表3所示。

表3 潛標(biāo)各結(jié)構(gòu)雷諾數(shù)變化范圍及阻力系數(shù)Tab.3 Reynolds number variation range and resistance coefficient of each structure of submersible standard

模型初始位置為前一天的夾角姿態(tài),邊界條件采取海流載荷數(shù)據(jù),并在模型中以流阻形式直接施加于相應(yīng)模型上。施加后xy二維方向和zy二維方向頂端玻璃浮球模型及受力位置如圖12所示。

圖12 水阻施加后頂端模型圖Fig.12 Top model diagrams after the application of water resistance

3.2 錨泊系統(tǒng)纜系張力結(jié)果與修正

施加 3個異常沉降位的海流環(huán)境,進(jìn)行系泊沉降模擬(流阻系數(shù)=1.2),2018年4月27日模型沉降最深、張力最大。比較設(shè)備與纜繩節(jié)點(diǎn)受力情況進(jìn)行后摘取該日結(jié)果(1) 1 800 m處玻璃浮球底部節(jié)點(diǎn)(灰色虛線); (2) 3 000 m處玻璃浮球組底部節(jié)點(diǎn)(玫紅色虛線); (3) 4 000 m處玻璃浮球組底部節(jié)點(diǎn)(淺藍(lán)色虛線); (4) 重力錨頂部節(jié)點(diǎn)(深藍(lán)色虛線),4個點(diǎn)位張力曲線,如圖13所示。

圖13 2018年4月27日錨系姿態(tài)仿真纜繩張力峰值圖Fig.13 Diagram of the cable tension peaks of the anchoring attitude simulation on April 27,2018

剔除軟件計算器運(yùn)行方式導(dǎo)致的奇異值和運(yùn)行程序值。錨系張力最大處為3 000 m處玻璃浮球底部節(jié)點(diǎn)和重力錨頂部節(jié)點(diǎn),其張力大小多次達(dá)到 0.7 t左右,使用的凱夫拉纜繩破斷力為 6.0 t以上,水中拉伸系數(shù)小于等于3.3%,500 kg拉力下拉伸系數(shù)小于等于0.78%。故6 000 m纜繩拉伸量最大為83.4 m,將其代入修正設(shè)備位置進(jìn)行下步運(yùn)算。

3.3 流阻系數(shù)值的確定

篩選兩個系泊沉降較小日對比全布放時間系統(tǒng)沉降最深日,分別為1、2、3號模型,施加相應(yīng)海流環(huán)境,分別代入5組不同流阻系數(shù)C,將主浮體深度位置模擬結(jié)果統(tǒng)計如表4。

由模擬結(jié)果可知,1號、2號模型對比實際沉降深度皆指向C位于1.1和1.2之間,依據(jù)文獻(xiàn)資料[29]可查C在1.1和1.2之間。同時從表4和圖14中可知,3號模型C的選取更傾向于C=1.3,且流阻系數(shù)對沉降深度和橫搖的影響效果更明顯。故推斷,在海流流速更大的位置,若代入ADCP實測海流值應(yīng)使用更大流阻系數(shù),流阻系數(shù)的正確選擇更有利于推測錨泊系統(tǒng)沉降的位置。

表4 不同流阻系數(shù)對浮球位置深度影響對比表Tab.4 Comparison of the influence of different flow resistance coefficients on float position depth

圖14為施加不同流阻系數(shù)后,模擬纜繩的傾斜情況,其海流數(shù)據(jù)依據(jù)為2018年4月27日二維海流環(huán)境。

圖14 不同流阻系數(shù)影響下浮球位置深度對比圖(2018年4月27日環(huán)境載荷)Fig.14 Comparison of the position and depth of the float under the influence of different flow resistance coefficients (Environmental load on April 27,2018)

3.4 不同環(huán)境載荷的模型模擬結(jié)果與原因探究

在潛標(biāo)錨系系統(tǒng)布放成功的1年2個月時間內(nèi),3個中尺度渦影響沉降深度時長約為98 d。為驗證錨系系統(tǒng)在海流流正常的情況下模型計算準(zhǔn)確度,擬選取每月第一天的流速作為參考,計算二維環(huán)境和三維環(huán)境海流參數(shù)的計算機(jī)模擬下,其 200 m、300 m、400 m、500 m位置的CTD沉降位置,并與實際沉降位置情況相對比,對比情況圖15所示。

圖15 三維海流環(huán)境模型中CTD沉降計算情況對比圖Fig.15 Comparison of the CTD settlements calculated by 3D ocean current environmental models

根據(jù)數(shù)據(jù)計算可知,200 m、300 m、400 m和500 m的 CTD三維環(huán)境模型沉降模擬誤差分別為9.27 m、8.01 m、10.33 m和7.90 m,不同位置誤差相似原因可能由于CTD綁定位置緊湊。誤差范圍為-11～11 m,最大誤差長度占模型總長0.18%。

隨后,將 3個大深度沉降日期的三維海流環(huán)境施加于模型,其主浮體沉降情況比較表如表5所示,CTD模型與實際沉降深度對比如圖16所示,模型偏移情況結(jié)果圖如圖17所示。

圖16 200～500 m SBR37CTD實際沉降深度與潛標(biāo)系統(tǒng)模型沉降情況對比圖Fig.16 Comparison of the actual settlement depths of 200～500 m SBR37CTD with those obtained by the submersible target system model

圖17 三個海流異常日潛標(biāo)錨泊模型模擬錨泊主浮體橫搖結(jié)果對比圖Fig.17 Comparison of the simulated mooring results of the two-dimensional and three-dimensional ocean current environment for three outlier days

表5 400 m主浮體實際沉降深度與潛標(biāo)系統(tǒng)模型沉降情況對比表Tab.5 Comparison of the actual settlement depths of the 400-m main floating body with those obtained by the submersible target system model

沉降深度異常日主浮體和200～500 m 4個CTD在三維海流環(huán)境模型中沉降模擬平均誤差為 15 m,相對于海流較小的海流環(huán)境參數(shù),海流異常大的情況下模擬誤差明顯增加,增加峰值前后兩日的海流環(huán)境模擬計算,經(jīng)過統(tǒng)計可知潛標(biāo)錨泊系統(tǒng)模型在施加 ADCP真實海流后計算誤差范圍為-25～25 m,最大誤差長度占模型總長0.41%。

根據(jù) 3個異常值位置的計算可發(fā)現(xiàn),在深海纜系錨泊系統(tǒng)位于渦旋邊緣尤其是位于迎渦方向時,由于海面至海深1 000 m海流流速顯著增大,潛標(biāo)錨系系統(tǒng)在當(dāng)日最大流速情況下沉降至實際沉降深度,其沉降情況與前一日海流流速基本無關(guān)(忽略垂向流和海水密度變化影響)。

4 結(jié)論

綜合上述分析可以得出以下結(jié)論:

1) 采用ADAMS進(jìn)行6 000 m潛標(biāo)錨泊系統(tǒng)沉降模擬,通過運(yùn)用柔性體有限元方式編制模型,施加以數(shù)據(jù)為支撐的三維海流分布環(huán)境,證明在沒有較強(qiáng)海流和中尺度渦的影響下,錨泊潛標(biāo)系統(tǒng)模擬誤差介于-11 m至11 m之間,此時流阻系數(shù)選擇1.1～1.2; 當(dāng)海流明顯增大,海流流速(單向)在 200 m 至800 m仍能達(dá)到0.4 m/s時,考慮系統(tǒng)是否位于中尺度渦附近,其分析誤差介于-25 m至25 m之間,為纜繩總長的 0.41%,此時流阻系數(shù)選擇 1.3。此建模方式可應(yīng)用于多種錨泊布放階段系統(tǒng)姿態(tài)模擬,如潛標(biāo)布放拖行階段、重力錨入水后沉至海底階段等。

2) 深水潛標(biāo)錨泊系統(tǒng)計算誤差原因可能存在于:(a) 軟件模擬海流環(huán)境時忽略了 1 200 m以下海流(海流計數(shù)據(jù)受纜繩波動速度影響); (b) 纜繩實際各向異性的材料性質(zhì)與模擬模型的差異; (c) 浮力調(diào)整的誤差。

3) 影響系泊沉降最大因素為當(dāng)日水平方向海流,當(dāng)其位于漩渦邊緣時,依據(jù)流速的大小,將會出現(xiàn)相應(yīng)沉降異常值,模型對張力的計算將對纜系錨泊系統(tǒng)各個結(jié)構(gòu)的耐壓性能和連接部件的抗拉性能提出更高要求。大洋中尺度渦的遷移位置預(yù)測可有效提高深水潛標(biāo)壽命,規(guī)避風(fēng)險,精確預(yù)測下潛深度,更高效地獲得海洋信息。