發(fā)布時間：2017-09-23 19:23

  本文關鍵詞：470級帆船穩(wěn)向板的水動力性能研究

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【摘要】：470級帆船是一項操控性能較好的奧運會比賽項目,其操縱性能對于運動成績具有較大影響,這就需要運動員對船體的操縱性能具有充分的了解。目前而言,國際上對470級帆船水動力性能研究并不多,專門針對其附體的研究更少。為增加運動員對帆船操縱性能更科學的認識,本文采用數(shù)值仿真技術,研究了單獨穩(wěn)向板在不同攻角條件下的水動力性能、單獨船體(裸船體)在不考慮興波的條件下水動力性能、穩(wěn)向板與船體組合裝配時穩(wěn)向板和船體的水動力性能,并結合帆船比賽的航線圖和帆船航行實際路線圖,分析了帆船運動員在比賽過程中科學調(diào)節(jié)穩(wěn)向板的策略,為運動員在比賽中科學調(diào)節(jié)穩(wěn)向板提供參考依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn),在不同攻角時,隨著航速的增加,穩(wěn)向板、裸船體的阻力增大幅度變大,穩(wěn)向板和船體阻力隨航速變化的規(guī)律可以用多項式表達,根據(jù)公式可以預測穩(wěn)向板和裸船體在任意比賽航速條件下的阻力。單獨穩(wěn)向板在攻角為30°時阻力達到最大值,升力系數(shù)變化規(guī)律可以用多項式表達;不同攻角條件下的穩(wěn)向板會對船體造成不同程度的橫傾力;由于船體與穩(wěn)向板的相互影響,單獨穩(wěn)向板的水動力性能與穩(wěn)向板與船體配合時穩(wěn)向板的水動力性能存在一定差異,裸船體的水動力性能與穩(wěn)向板與船體配合時船體的水動力性能存在一定差異。穩(wěn)向板和船體組合會使穩(wěn)向板和船體的阻力均增大,在船體平浮直航階段,運動員可以在保證安全的前提下適當收起穩(wěn)向板減小帆船總阻力,使得帆船以較快的速度完成比賽。對比賽航線和帆船實際航行路線分析可知,帆船在比賽過程中會有多次船體轉(zhuǎn)向、繞標換弦等影響航行速度的操作,運動員可根據(jù)實際航線特點,結合穩(wěn)向板在不同攻角條件下的水動力性能進行調(diào)節(jié)穩(wěn)向板,實現(xiàn)快速完成船體轉(zhuǎn)向、繞標等操作,對提高成績有一定的幫助。本文研究得到的470級帆船穩(wěn)向板的水動力性能規(guī)律,為運動員在訓練和比賽過程中科學調(diào)節(jié)穩(wěn)向板提供了參考依據(jù)和技術指導。
【關鍵詞】：470級帆船 穩(wěn)向板 阻力系數(shù) 升力系數(shù) 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：武漢體育學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：G861.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1. 緒論11-21
• 1.1 選題背景與目的意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 船體水動力性能國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 帆船船體水動力性能國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 帆船附體國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本研究的主要內(nèi)容19-21
• 2. 數(shù)值計算方法21-33
• 2.1 數(shù)學物理模型21-27
• 2.1.1 470級帆船裸船體模型與幾何建模22-24
• 2.1.2 470級帆船穩(wěn)向板模型與幾何建模24-25
• 2.1.3 470級帆船船體與穩(wěn)向板組合模型與幾何建模25-27
• 2.2 基本設置27
• 2.3 基本方程27-28
• 2.4 湍流模式選擇28-31
• 2.5 數(shù)值離散31
• 2.6 求解算法31-32
• 2.7 邊界條件32
• 2.8 小結32-33
• 3. 470級帆船穩(wěn)向板的水動力性能33-41
• 3.1 穩(wěn)向板的網(wǎng)格劃分33
• 3.2 計算工況33-34
• 3.3 計算結果與分析34-40
• 3.3.1 不同航速條件下的阻力34-35
• 3.3.2 不同航速條件下的壓力分析35
• 3.3.3 不同攻角條件下穩(wěn)向板x方向受力系數(shù)35-36
• 3.3.4 不同攻角條件下穩(wěn)向板y方向受力系數(shù)36-37
• 3.3.5 不同攻角條件下的流場分布37-38
• 3.3.6 不同攻角條件下的壓力分布38-40
• 3.4 小結40-41
• 4. 470級帆船裸船體的水動力性能41-47
• 4.1 裸船體的網(wǎng)格劃分41-42
• 4.2 計算工況42
• 4.3 計算結果與分析42-45
• 4.3.1 阻力隨航速變化規(guī)律42-43
• 4.3.2 壓力分布43-45
• 4.4 小結45-47
• 5. 470級帆船船體與穩(wěn)向板組合的水動力性能47-55
• 5.1 船體與穩(wěn)向板組合的網(wǎng)格劃分47-48
• 5.2 計算工況48
• 5.3 計算結果與分析48-53
• 5.3.1 穩(wěn)向板對船體阻力影響規(guī)律49-50
• 5.3.2 穩(wěn)向板對船體壓力分布影響規(guī)律50-51
• 5.3.3 船體對穩(wěn)向板阻力影響規(guī)律51-52
• 5.3.4 船體對穩(wěn)向板壓力分布影響規(guī)律52
• 5.3.5 船體與穩(wěn)向板組合總阻力變化規(guī)律52-53
• 5.4 小結53-55
• 6. 470級帆船調(diào)節(jié)穩(wěn)向板策略分析55-61
• 6.1 470級帆船比賽航線、航行路線分析55-58
• 6.1.1 470級帆船比賽航線分析55-57
• 6.1.2 470級帆船比賽航行線路分析57-58
• 6.2 穩(wěn)向板水動力性能在航行中的應用58-59
• 6.3 穩(wěn)向板與船體的影響規(guī)律及在航行過程中的應用59
• 6.4 小結59-61
• 7. 結論與展望61-63
• 7.1 結論61-62
• 7.2 展望62-63
• 參考文獻63-69
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文69-70
• 附錄2 攻讀碩士學位期間參與課題情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

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10 王展智;熊鷹;孫海濤;黃政;王睿;;雙槳船附體阻力尺度效應[J];上海交通大學學報;2015年02期

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本文編號：907071