近年來國際貿(mào)易的蓬勃發(fā)展催生出了國際貨運行業(yè),而在各種國際貨運方式中,國際海運最為常見。然而,盡管海運有著運量大、成本低等種種優(yōu)點,它速度慢的缺點也同樣明顯,這歸根到底是因為,物體在水中所受到的阻力遠(yuǎn)大于空氣中的。減小物體在水流中所受到的阻力具有現(xiàn)實意義及經(jīng)濟價值。物體在水中受到的阻力以摩擦阻力為主。在壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)下,通過改變湍流邊界層的相干結(jié)構(gòu),可以減小近壁面的摩擦阻力。本文以壓電理論、流體力學(xué)、摩擦學(xué)、機械動力學(xué)為基礎(chǔ),采用模塊化的設(shè)計思想設(shè)計了一套平板減阻裝置以用于研究水下摩擦阻力變化,探究了不同工況下摩擦阻力的變化。本文的開端對一些與課題相關(guān)的流體理論進(jìn)行了介紹,如平板層流和湍流邊界層的摩擦阻力計算公式。在這些理論的基礎(chǔ)上,本文初步完成了模型以及研究內(nèi)容的設(shè)計。為了獲得在無振動條件下模型所受的摩擦阻力,本文建立了理想平板的等效模型,通過仿真分析,獲取其摩擦阻力時程曲線。之后,將壓電振子模型單獨提取出來,使用有限元軟件對進(jìn)行模態(tài)分析、頻率響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析,最終確定變形最大位置處節(jié)點的位移曲線以及振動方程。在此基礎(chǔ)上,利用流場分析軟件在整個平板上設(shè)置動網(wǎng)格并編寫程序?qū)⒈诿?.. 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源與研究背景
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 當(dāng)前研究中存在的不足
    1.4 本論文的研究內(nèi)容
第2章 水流場邊界層相關(guān)計算與模型設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 水流場的邊界層及相關(guān)計算
        2.2.1 水流場中邊界層的概念及結(jié)構(gòu)
        2.2.2 平板層流邊界層的計算
        2.2.3 平板湍流邊界層的計算
        2.2.4 振動減阻的機理
    2.3 壁面振動驅(qū)動原理
    2.4 模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第3章 單壓電振子流場壁面振動減阻仿真分析
    3.1 引言
    3.2 平板的等效模型分析
        3.2.1 平板的等效模型
        3.2.2 控制域及流場網(wǎng)格劃分
        3.2.3 平板等效模型的流場仿真
        3.2.4 平板無振動條件下的流場阻力分析
    3.3 壁面仿真分析
        3.3.1 模型參數(shù)選擇
        3.3.2 有限元分析模型
        3.3.3 模型動力學(xué)特性分析
    3.4 模型在振動作用下所受摩擦阻力的仿真分析
        3.4.1 模型控制域的建立
        3.4.2 網(wǎng)格的劃分
        3.4.3 模型在流場中的仿真分析
        3.4.4 仿真的求解與計算
        3.4.5 振動作用下薄板單壓電振子模型的摩擦阻力變化
        3.4.6 振動作用下薄板單壓電振子模型的壓力與速度變化
        3.4.7 振動作用下厚板單壓電振子模型的摩擦阻力變化
        3.4.8 振動作用下厚板單壓電振子模型的摩擦阻力變化
        3.4.9 振動作用下薄、厚板單壓電振子模型的摩擦阻力比較
    3.5 本章小結(jié)
第4章 雙壓電振子流場壁面振動減阻仿真分析
    4.1 引言
    4.2 雙壓電振子模型在振動作用下的仿真
        4.2.1 模型控制域的建立
        4.2.2 網(wǎng)格的劃分
        4.2.3 模型在流場中的仿真分析
    4.3 雙壓電振子模型所受摩擦阻力的分析
    4.4 單、雙壓電振子模型的摩擦阻力比較
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3021640