Теория подводных тросовых систем и ее инженерные приложения

В книге изложены теория и методы решения задач динамики подводных тросовых систем и твердых тел. Такие системы находят сейчас самое широкое применение при проектировании и эксплуатации объектов морской техники в глубоководных районах Мирового океана. Предложен подход постепенного усложнения соответствующих математических моделей с учетом влияния сил гидродинамического сопротивления, сил внутреннего трения в тросах, нерегулярности волнения, рывковых явлений. Получены решения ряда сопряженных задач динамики подводных тросовых систем и твердых тел, таких как расчет движения заякоренных платформ на волнении, определение усилий в несущем тросе при проведении глубоководных спуско-подьемных операций, буксировка кабель-троса подводным планером - глайдером. Приведенные в книге расчетные методы позволяют решать большинство сопряженных задач динамики подводных тросовых систем и твердых тел, встречающихся на практике, и допускают дальнейшие модификации при соответствующем изменении расчетных схем.
Для специалистов в области механики жидкости, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Оглавление
Предисловие
Введение
Часть I. Динамика подводных тросовых систем
Глава I. Постановка задачи
1.1. Выбор расчетной схемы
1.2. Вывод основных уравнений динамики троса
Глава 2. Квазистатическая модель расчета тросовых систем
2.1. Решение задачи статики
2.2. Результаты статического расчета тросовой системы
2.3. Учет сил гидродинамического сопротивления в задаче статического расчета тросовой системы
Глава 3. Линейная модель динамики упругой тросовой системы малой кривизны
3.1. Линеаризация уравнений движения
3.2. Анализ качественных свойств уравнений динамики троса без учета сил гидродинамической природы и сил внутреннего трения
3.3. Вынужденные колебания троса малой кривизны с учетом сил гидродинамической природы и сил внутреннего трения
3.4. Исследование связанных продольно-крутильных колебаний троса
3.4.1. Уравнения связанных продольно-крутильных колебаний троса
3.4.2. Решение уравнений связанных продольно-крутильных колебаний троса
3.4.3. Учет в уравнениях связанных продольно-крутильных колебаний внутреннего трения и сил гидродинамической природы
Глава 4. Линейная модель динамики упругой тросовой системы немалой кривизны
4.1. Определение частот и форм собственных колебаний
4.2. Вынужденные колебания упругого погруженного в жидкость троса немалой кривизны
4.3. Результаты расчета вынужденных колебаний
Глава 5. Исследование вынужденных колебаний упругого погруженного в жидкость троса на основе численного решения модифицированных уравнений Минакова
5.1. Модифицированные уравнения Минакова и вычислительный алгоритм
5.2. Начальные и граничные условия
5.3. Результаты численного моделирования
Часть II. Сопряженные задачи динамики подводных тросовых систем и твердых тел
Глава 6. Уравнения движения связанных тел в жидкости
6.1. Расчетная схема связанных тел
6.2. Уравнения движения связанного твердого тела в жидкости
Глава 7. Исследование качки морских платформ с учетом динамических эффектов в реакции якорной системы удержания
7.1. Исследование вертикальной качки TLP-платформы, удерживаемой системой якорных связей без учета диссипативных сил
7.1.1. Математическая модель описания вертикальной качки TLP-платформы
7.1.2. Пример расчета вертикальной качки TLP-платформы без учета диссипативных сил
7.2. Исследование вертикальной качки TLP-платформы, удерживаемой системой якорных связей с учетом диссипативных сил
7.2.1. Применение метода конечных интегральных преобразований Фурье для исследования вертикальной качки TLP-платформы с учетом диссипативных сил
7.2.2. Пример расчета вертикальной качки TLP-платформы с учетом диссипативных сил
7.3. Различные математические модели описания реакции якорной системы удержания
7.3.1.Результаты расчета динамики плавучего объекта при различных математических моделях описания якорной системы удержания
Глава 8. Определение усилий в упругой связи при подъеме груза с большой глубины в условиях волнения моря
8.1. Продольные колебания в канате при спуско-подъемных операциях без учета диссипативных сил
8.2. Продольные колебания в канате при спуско-подъемных операциях с учетом сил гидродинамического сопротивления груза
8.3. Использование метода конечных интегральных преобразований Фурье для расчета продольных колебаний каната с учетом сил гидродинамического сопротивления груза
8.4. Учет сил внутреннего трения в канате при расчете вынужденных колебаний системы «канат-груз»
8.5. Определение усилий в канате при подъеме (опускании) груза в условиях нерегулярного волнения
8.6. Использование упругого амортизатора при подъеме груза
8.7. Использование компенсатора вертикальных перемещений при подъеме груза
8.8. Учет нелинейных эффектов в задаче о подъеме груза с большой глубины с использованием метода Монте-Карло
8.8.1. Конечно-разностная аппроксимация уравнений движения
8.8.2. Моделирование движения точки крепления каната на судне
8.8.3. Расчет усилий в канате при подъеме груза в условиях регулярной качки
8.8.4. Расчет усилий в канате при подъеме груза в условиях нерегулярной качки
8.9. Определение усилий в канате на заключительной стадии подъема
Глава 9. Оценка возможности использования подводного планера-глайдера в режиме буксировщика кабель-троса для обеспечения телеметрической связи с кораблем-носителем
9.1. Определение массо-инерционных и позиционных гидродинамических характеристик глайдера
9.2. Определение вращательных гидродинамических характеристик глайдера в вертикальной плоскости и анализ устойчивости
9.3. Определение вращательных гидродинамических характеристик глайдера в боковом движении и анализ устойчивости
9.4. Оценка возможности использования подводного планера-глайдера в режиме буксировщика кабель-троса
9.5. Результаты расчета движения глайдера в режиме буксировщика
Заключение
Список литературы