1.3脐带缆的研究现状与发展 4

1.4本文主要研究内容 5

第二章光电脐带缆的总体设计 6

2.1光电脐带缆原理及功能 6

2.2脐带缆设计考虑因素 6

2.2.1环境荷载 6

2.2.2基本力学考虑因素 7

2.3光电脐带缆设计的总体要求 7

第三章 光电脐带缆的结构设计 9

3.1典型脐带缆的结构组成 9

3.2脐带缆的设计思路 9

3.3脐带缆的结构设计与分析 10

3.3.1电力线 10

3.3.2光缆单元 12

3.3.3护套层设计 12

3.4脐带缆的三维建模 13

3.4.1SolidWorks三维建模软件简介 13

3.4.2脐带缆三维模型的建立 14

第四章光电脐带缆水下受力仿真计算 17

4.1计算前处理 17

4.1.1CFD数值仿真基本理论 17

4.1.2脐带缆三维模型的建立 17

4.1.3ICEM网格划分 18

4.2fluent求解过程参数设置 20

4.3fluent计算结果分析 21

4.4脐带缆正向直航阻力 23

总结与展望 26

致谢 27

参考文献 28

第一章绪论

1.1研究背景及意义

地球是人们赖以生存的家园，但随着人口增加，资源的过度消耗，地面上的资源面临着短缺的风险。海洋面积约是陆地的三倍，蕴藏着丰富的能源和资源。世界各国对海洋的研究与开发给予了极大的重视。海洋资源的开发和运用对整个国家的经济和军事等方面有着长期发展的战略意义[1]。我国拥有辽阔的海域，海洋资源开发将促进我国经济和社会的发展。而作为认识和利用海洋资源的重要工具,带缆遥控水下机器人(ROV）广泛应用于海洋工程、生物工程等许多领域。

随着我国船舶海洋工程的蓬勃发展和各种水利设施的兴建，大量服役多年的舰船表面需要进行维修，桥梁，堤坝等水下部分需要定期检查结构损伤，海底工程中的管路铺设离不开水下实时观测和协同作业。同时水生物学、海洋地理学、水下考古学等多门学科也必须依靠水下作业这一研究手段。因此水下机器人得到了相当大的重视，它应用广泛，可用于管道、容器的检查。在船舶、河道、海洋石油领域，它可用于船体检修、水下锚、推进器、船底探查以及航道排障、港口作业等[2]。相对于陆地，海洋具有不可见性，由于人类自身因素的限制，作为替代人类完成工作的ROV广泛应用于水下，用来探索水下资源和传输各种信息,为海洋工程发展做出了不可替代的贡献。ROV工作在环境复杂安全性较差的海洋中，具有稳定性强、非线性和耦合性较强，深水作业能力强的特点。它可以帮助人类进行海底能源的探索，水下生产设备的查检和修复以及海底管道的铺设等工作，日益成为人类认识、开发和利用海洋资源的重要辅助工具。