海洋工程装备与技术 ›› 2024, Vol. 11 ›› Issue (4): 67-74.doi: 10.12087/oeet.2095-7297.2024.04.11
黄河源1,丘江亮1,李中胜1,刘锦剑2
HUANG Heyuan1, QIU Jiangliang1,LI Zhongsheng1, LIU Jinjian2
摘要: 抛弃式温度深测量仪(XBT)可标定海洋深度剖面的水文数据,XBT探头运动深度的准确校订关系到系统的精度。本文基于非线性水动力理论和大涡模拟计算方法,建立等比例三维CFD数值模型和水动力非线性运动方程,数值分析探头的外流场特征,以阻力系数为边界条件求解深度的解析解,进行探头入水线速度实验测定,验证深度解析解的拟合准确性。结果表明:数值模型计算的阻力系数误差小于4.39%,XBT探头的阻力来源于头部滞止区和中段逆向压差流动。以阻力系数为边界条件可推导二阶微分运动方程(FRE方程),FRE方程的双曲反正切解析解与试验测定值的最大速度偏差为6.2%,距离偏差为3.2%,误差可控。该方法可为XBT探头的设计和工程应用提供准确的速度和深度参考,为数字化集成该型产品提供基础,提高深度标定的准确性。
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