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摘要
水下航行器上波浪引起的線性載荷很好
理解為規(guī)范形狀。對(duì)于任意的旋轉(zhuǎn)體形狀，甚至存在一個(gè)解析解。另一方面，波浪引起的非線性荷載與
預(yù)測(cè)良好。假設(shè)無粘性流，復(fù)雜的勢(shì)函數(shù)提供
但是需要大量的計(jì)算機(jī)資源來解決。本論文
研究了波浪作用在完全浸沒的圓柱體上的非線性荷載
由兩個(gè)疊加的規(guī)則波組成的波場(chǎng)。動(dòng)態(tài)驗(yàn)證
首先進(jìn)行稱重傳感器，以確保能夠準(zhǔn)確測(cè)量小負(fù)載。
測(cè)力傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差小于8%。然后，通過
通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量，這項(xiàng)研究根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了這些的等高線圖
非線性負(fù)載。這些荷載作為波高和
兩個(gè)基礎(chǔ)波中每一個(gè)的波長(zhǎng)。通過覆蓋
波長(zhǎng)和觀察兩種不同的波高，本文創(chuàng)建了等高線圖
并演示了如何崩潰
任何波高的非線性荷載。這些等高線圖可用于
基于模型的系統(tǒng)工程工具用于預(yù)測(cè)
確保其滿足機(jī)動(dòng)和穩(wěn)定性要求。
v
本頁故意留空
不及物動(dòng)詞
目錄
1簡(jiǎn)介1
1.1背景。1.
1.2動(dòng)機(jī)。2.
1.3以前的工作。2.
1.4目標(biāo)和意義。6.
2儀表和傳感器7
2.1稱重傳感器。7.
2.2 Senix聲學(xué)探頭。8.
2.3信號(hào)調(diào)節(jié)器。11
2.4數(shù)據(jù)采集（DAQ）儀器。12
2.5電源。12
2.6部件組裝。13
3設(shè)施和設(shè)備15
3.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證設(shè)置。15
3.2帶造波器的牽引箱。20
3.3測(cè)試夾具。22
3.4車身輪廓。25
4方法和程序27
4.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試程序。27
4.2波浪荷載收集程序。30
4.3不確定性來源。32
5數(shù)據(jù)縮減35
5.1數(shù)據(jù)清理。35
5.2動(dòng)態(tài)驗(yàn)證。35
七
5.3波幅和波長(zhǎng)。38
5.4波浪荷載。40
6發(fā)現(xiàn)和分析45
6.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證結(jié)果。45
6.2生成的波浪環(huán)境。48
6.3𝐹𝑧
, 𝐹𝑥, 和𝑀𝑦 線性荷載結(jié)果。49
6.4𝐹𝑧
, 𝐹𝑥, 和𝑀𝑦 非線性荷載結(jié)果。55
6.5較大波高結(jié)果。60
6.6非線性荷載圖。62
7結(jié)論和建議67
7.1結(jié)論。67
7.2建議。68
附錄A稱重傳感器適配器的工程圖紙69
附錄B SenixVIEW軟件圖形用戶界面上的探頭設(shè)置71
附錄C動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試矩陣77
附錄D實(shí)驗(yàn)測(cè)試矩陣81
附錄E靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載結(jié)果（信號(hào)開啟𝐹𝑥) 91
附錄F所有試驗(yàn)條件下的線性和非線性荷載結(jié)果
基線波浪環(huán)境93
附錄G基線和大浪環(huán)境中線性和非線性荷載結(jié)果的比較103
八
附錄H大波浪環(huán)境中無量綱非線性力與頻率差的結(jié)果109
參考文獻(xiàn)列表111
初始分發(fā)列表113
九
本頁故意留空
x（x）
圖表列表
圖1.1在水平浸沒板上傳播的非線性波
四個(gè)區(qū)域。5.
圖2.1 UDW3稱重傳感器。7.
圖2.2 UDW3稱重傳感器尺寸。8.
圖2.3 ToughSonic 14探頭。9
圖2.4楔形探頭的位置。摘要
水下航行器上波浪引起的線性載荷很好
理解為規(guī)范形狀。對(duì)于任意的旋轉(zhuǎn)體形狀，甚至存在一個(gè)解析解。另一方面，波浪引起的非線性荷載與
預(yù)測(cè)良好。假設(shè)無粘性流，復(fù)雜的勢(shì)函數(shù)提供
但是需要大量的計(jì)算機(jī)資源來解決。本論文
研究了波浪作用在完全浸沒的圓柱體上的非線性荷載
由兩個(gè)疊加的規(guī)則波組成的波場(chǎng)。動(dòng)態(tài)驗(yàn)證
首先進(jìn)行稱重傳感器，以確保能夠準(zhǔn)確測(cè)量小負(fù)載。
測(cè)力傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差小于8%。然后，通過
通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量，這項(xiàng)研究根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了這些的等高線圖
非線性負(fù)載。這些荷載作為波高和
兩個(gè)基礎(chǔ)波中每一個(gè)的波長(zhǎng)。通過覆蓋
波長(zhǎng)和觀察兩種不同的波高，本文創(chuàng)建了等高線圖
并演示了如何崩潰
任何波高的非線性荷載。這些等高線圖可用于
基于模型的系統(tǒng)工程工具用于預(yù)測(cè)
確保其滿足機(jī)動(dòng)和穩(wěn)定性要求。
v
本頁故意留空
不及物動(dòng)詞
目錄
1簡(jiǎn)介1
1.1背景。1.
1.2動(dòng)機(jī)。2.
1.3以前的工作。2.
1.4目標(biāo)和意義。6.
2儀表和傳感器7
2.1稱重傳感器。7.
2.2 Senix聲學(xué)探頭。8.
2.3信號(hào)調(diào)節(jié)器。11
2.4數(shù)據(jù)采集（DAQ）儀器。12
2.5電源。12
2.6部件組裝。13
3設(shè)施和設(shè)備15
3.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證設(shè)置。15
3.2帶造波器的牽引箱。20
3.3測(cè)試夾具。22
3.4車身輪廓。25
4方法和程序27
4.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試程序。27
4.2波浪荷載收集程序。30
4.3不確定性來源。32
5數(shù)據(jù)縮減35
5.1數(shù)據(jù)清理。35
5.2動(dòng)態(tài)驗(yàn)證。35
七
5.3波幅和波長(zhǎng)。38
5.4波浪荷載。40
6發(fā)現(xiàn)和分析45
6.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證結(jié)果。45
6.2生成的波浪環(huán)境。48
6.3𝐹𝑧
, 𝐹𝑥, 和𝑀𝑦 線性荷載結(jié)果。49
6.4𝐹𝑧
, 𝐹𝑥, 和𝑀𝑦 非線性荷載結(jié)果。55
6.5較大波高結(jié)果。60
6.6非線性荷載圖。62
7結(jié)論和建議67
7.1結(jié)論。67
7.2建議。68
附錄A稱重傳感器適配器的工程圖紙69
附錄B SenixVIEW軟件圖形用戶界面上的探頭設(shè)置71
附錄C動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試矩陣77
附錄D實(shí)驗(yàn)測(cè)試矩陣81
附錄E靜態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載結(jié)果（信號(hào)開啟𝐹𝑥) 91
附錄F所有試驗(yàn)條件下的線性和非線性荷載結(jié)果
基線波浪環(huán)境93
附錄G基線和大浪環(huán)境中線性和非線性荷載結(jié)果的比較103
八
附錄H大波浪環(huán)境中無量綱非線性力與頻率差的結(jié)果109
參考文獻(xiàn)列表111
初始分發(fā)列表113
九
本頁故意留空
x（x）
圖表列表
圖1.1在水平浸沒板上傳播的非線性波
四個(gè)區(qū)域。5.
圖2.1 UDW3稱重傳感器。7.
圖2.2 UDW3稱重傳感器尺寸。8.
圖2.3 ToughSonic 14探頭。9
圖2.4楔形探頭的位置。圖6.14不同波長(zhǎng)和0.5英寸波幅下無量綱非線性力與頻率差的結(jié)果。65
圖A.1稱重傳感器連接器側(cè)適配器的工程圖紙。69
圖A.2稱重傳感器連接器側(cè)適配器的工程圖紙。70
圖B.1探針1的實(shí)時(shí)SenixVIEW GUI設(shè)置。71
圖B.2探針2的實(shí)時(shí)SenixVIEW GUI設(shè)置。72
圖B.3探針3的實(shí)時(shí)SenixVIEW GUI設(shè)置。73
第十三條
圖B.4探針4的實(shí)時(shí)SenixVIEW GUI設(shè)置。74
圖B.5楔形探頭的實(shí)時(shí)SenixVIEW GUI設(shè)置。75
圖E.1 500磅稱重傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證靜態(tài)結(jié)果𝐹𝑥 頻道91
圖E.2 500磅稱重傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)態(tài)結(jié)果𝐹𝑥 頻道92
圖F.1測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 1.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的93
圖F.2測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 1.25; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的93
圖F.3測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 1.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的94
圖F.4測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 1.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的94
圖F.5測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 2.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的95
圖F.6測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 2.25; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的95
圖F.7測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 2.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的96
圖F.8測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 2.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的96
圖F.9測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性力的比較
在𝜆1/𝐿 = 3.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的97
圖F.10測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 1.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的97
圖F.11測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 1.25; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的98
第十四條
圖F.12測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 1.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的98
圖F.13測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 1.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的99
圖F.14測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 2.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的99
圖F.15測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 2.25; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的100
圖F.16測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 2.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的100
圖F.17測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 2.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的101
圖F.18測(cè)量和預(yù)測(cè)的無量綱非線性的比較
力𝜆1/𝐿 = 3.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的101
圖G.1測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 1.50; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的103
圖G.2測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 1.75; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的103
圖G.3測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.00; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的104
圖G.4測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.25; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的104
圖G.5測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.50; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的105
x伏
圖G.6測(cè)量和預(yù)測(cè)的非線性0.5
英寸和1.00英寸的波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.75; 𝜆2/𝐿 =
各種各樣的105
菲古爾圖G.7測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 1.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的106
圖G.8測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 1.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的106
圖G.9測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.00; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的107
圖G.10測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.25; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的107
圖G.11測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.50; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的108
圖G.12測(cè)量的無量綱非線性0.5英寸和
1.00英寸波幅結(jié)果𝜆1/𝐿 = 2.75; 𝜆2/𝐿 = 各種各樣的108
圖H.1無量綱非線性力與頻率差的結(jié)果
0.5英寸振幅波的不同波長(zhǎng)。109
第十六章
表格列表
表2.1五個(gè)探頭的設(shè)置。11
表3.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證權(quán)重。19
表4.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證的AMTI放大器設(shè)置。28
表4.2實(shí)驗(yàn)測(cè)量的AMTI放大器設(shè)置。30
表C.1動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試矩陣。77
表D.1測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 1.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
表D.2測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 1.25. . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
表D.3測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 1.50. . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
表D.4測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 1.75. . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
表D.5測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 2.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
表D.6測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 2.25. . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
表D.7測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 2.5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
表D.8測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 2.75. . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
表D.9測(cè)試矩陣：D=1.5D，𝜆/𝐿 = 3.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
第十七條
本頁故意留空
第十七條
首字母縮略詞列表
AMTI先進(jìn)機(jī)械技術(shù)公司。
CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)
置信區(qū)間
DAQ數(shù)據(jù)采集
美國國防部
gm克
圖形用戶界面
赫茲
英寸
磅磅
基于MBSE模型的系統(tǒng)工程
NI國家儀器
NIST國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所
NPS海軍研究生院
秒-秒
美國-美國
美國-美國陸軍
USN美國海軍
無人水下航行器
西克斯牌手表
本頁故意留空
xx個(gè)
致謝
我要對(duì)克拉莫博士的無私奉獻(xiàn)表示最深切的感謝
支持、寶貴的指導(dǎo)和智慧之珠，感謝Whitcomb教授
愿意成為第二位讀者，使這項(xiàng)研究更好。我也非常感激
海軍系統(tǒng)工程系的所有教授和員工
研究生院。如果沒有他們的模范和無止境，我就不會(huì)走到這一步
支持
最重要的是，我要感謝我親愛的、非常支持我的妻子Gulsah，
還有我的好兒子凱文，他一直相信我。
最后，我要感謝我的母親卡德里耶、我的妹妹富爾亞和我的兄弟法提赫，
他的愛永遠(yuǎn)伴隨著我。 |
