基于CFD模擬方法的圓碟型浮標(biāo)水動力分析
本文關(guān)鍵詞:基于CFD模擬方法的圓碟型浮標(biāo)水動力分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:因應(yīng)溢油跟蹤監(jiān)測對主動式溢油跟蹤浮標(biāo)的迫切的改進(jìn)需求,提出水下滑翔圓碟的設(shè)計思想,利用水下滑翔器的驅(qū)動和控制原理改進(jìn)碟形被動式溢油跟蹤浮標(biāo),使之兼具碟形溢油跟蹤浮標(biāo)的水面漂流特性和水下滑翔器優(yōu)異的水下運動性能,實現(xiàn)短距離跟蹤誤差修正和區(qū)域監(jiān)測功能。 在溢油跟蹤浮標(biāo)和水下滑翔器研究的基礎(chǔ)上,采用水下滑翔器運動控制理論、粘性CFD方法對無尾翼圓碟形溢油跟蹤浮標(biāo)進(jìn)行數(shù)值仿真模擬,并對其水動力系數(shù)求解計算方法進(jìn)行研究。并將無因次化的水動力系數(shù)與國外相關(guān)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行對比論證,從而驗證計算方法的可行性。這對揭示水下滑翔圓碟運動特性和控制規(guī)律具有重要意義,為滿足溢油浮標(biāo)設(shè)計技術(shù)的改進(jìn)要求,實現(xiàn)主動式溢油跟蹤浮標(biāo)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:圓碟形浮標(biāo) 運動仿真 水動力系數(shù)
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:U698.7;U661.1
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-7
- 目錄7-10
- 第1章 緒論10-15
- 1.1 課題研究背景及意義10-11
- 1.2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
- 1.2.1 溢油跟蹤浮標(biāo)11-13
- 1.2.2 水下滑翔器13
- 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-15
- 第2章 建立潛器運動方程及相關(guān)簡化15-31
- 2.1 引言15
- 2.2 建立船舶空間運動一般方程15-20
- 2.2.1 基本假設(shè)15
- 2.2.2 從動量定理推導(dǎo)平移運動三方程15-17
- 2.2.3 從動量矩定理推導(dǎo)旋轉(zhuǎn)運動三方程17-19
- 2.2.4 六自由度空間運動方程19-20
- 2.3 水動力的泰勒級數(shù)表示20-23
- 2.3.1 水動力的函數(shù)表達(dá)20-21
- 2.3.2 水動力函數(shù)的一般泰勒級數(shù)表達(dá)式21-22
- 2.3.3 水動力函數(shù)向量的二階泰勒展開式22-23
- 2.4 六自由度空間運動方程的向量形式23-25
- 2.4.1 基本假設(shè)23
- 2.4.2 在任意點泰勒展開的空間運動方程的向量形式23-25
- 2.5 空間運動方程在特定情況下的簡化25-28
- 2.5.1 具有對稱性時空間運動方程左端簡化25-26
- 2.5.2 慣性水動力系數(shù)的簡化26-28
- 2.6 無尾翼圓碟形浮標(biāo)的空間運動方程28-30
- 2.7 本章小結(jié)30-31
- 第3章 潛體水動力導(dǎo)數(shù)計算方法31-38
- 3.1 引言31
- 3.2 CFD技術(shù)基本方程31-33
- 3.2.1 控制方程31-32
- 3.2.2 方程的離散32-33
- 3.3 圓碟體水動力系數(shù)的計算與分析33-37
- 3.3.1 計算方法33-34
- 3.3.2 橢球體計算結(jié)果與分析34-35
- 3.3.3 圓碟體水動力系數(shù)計算方法35-37
- 3.4 本章小結(jié)37-38
- 第4章 圓碟形浮標(biāo)的數(shù)值模擬38-53
- 4.1 引言38
- 4.2 模型簡介38-39
- 4.3 FLUENT簡介39-40
- 4.4 船舶CFD技術(shù)40-44
- 4.4.1 控制方程40-42
- 4.4.2 湍流模型42-44
- 4.5 網(wǎng)格劃分與FLUENT設(shè)置44-50
- 4.5.1 網(wǎng)格劃分及邊界條件定義44-46
- 4.5.2 FLUENT設(shè)置46-50
- 4.6 MATLAB簡介50-51
- 4.7 MATLAB的曲線擬合51-52
- 4.8 本章小結(jié)52-53
- 第5章 無尾翼圓碟形浮標(biāo)數(shù)值分析53-86
- 5.1 引言53
- 5.2 計算結(jié)果53-66
- 5.2.1 純橫蕩運動計算結(jié)果53-56
- 5.2.2 純垂蕩運動計算結(jié)果56-58
- 5.2.3 純橫搖運動計算結(jié)果58-61
- 5.2.4 純縱搖運動計算結(jié)果61-63
- 5.2.5 純艏搖運動計算結(jié)果63-66
- 5.3 離散點的數(shù)值分析及曲線擬合66-83
- 5.3.1 純橫蕩運動分析及擬合66-69
- 5.3.2 純垂蕩運動分析及擬合69-72
- 5.3.3 純橫搖運動分析及擬合72-75
- 5.3.4 純縱搖運動分析及擬合75-79
- 5.3.5 純艏搖運動分析及擬合79-83
- 5.4 數(shù)據(jù)整理及總結(jié)83-85
- 5.4.1 無因次化對比83
- 5.4.2 水動力系數(shù)匯總83-85
- 5.4.3 水動力系數(shù)擬合分析總結(jié)85
- 5.5 本章小結(jié)85-86
- 結(jié)論86-88
- 參考文獻(xiàn)88-90
- 致謝90
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:基于CFD模擬方法的圓碟型浮標(biāo)水動力分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:400787
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