本文關(guān)鍵詞：近水面航行的欠驅(qū)動(dòng)水下航行器水動(dòng)力性能研究

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【摘要】：在不斷尋求新資源的過程中,海洋資源日益受到人們的重視。在探尋豐富的海洋資源的過程中,水下航行器是一種重要的輔助探測工具,尤其是外形規(guī)整、結(jié)構(gòu)簡單的魚雷形欠驅(qū)動(dòng)水下航行器,在海洋資源搜索中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。良好的水動(dòng)力性能是水下航行器能準(zhǔn)確探尋到水下資源的關(guān)鍵,然而目前大多數(shù)研究是針對(duì)于水下航行器深水航行時(shí)的水動(dòng)力性能,對(duì)于近水面航行的水動(dòng)力性能研究較少。水下航行器近水面航行時(shí)容易受到自由液面的影響,因此其水動(dòng)力性能不同于深水航行狀態(tài),研究近水面的水動(dòng)力性能具有較高的理論價(jià)值和工程意義。近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、網(wǎng)格技術(shù)的優(yōu)化和求解器精度的提升,越來越多的人基于CFD理論開展數(shù)值模擬計(jì)算來研究水下航行器的水動(dòng)力性能。本文基于CFD理論,運(yùn)用Fluent軟件對(duì)欠驅(qū)動(dòng)水下航行器近水面航行進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算其水動(dòng)力系數(shù),分析其水動(dòng)力性能。首先,分析欠驅(qū)動(dòng)水下航行器在不同潛深,不同航速下直航時(shí)的水動(dòng)力性能,然后分析水下航行器在不同攻角或漂角下斜航時(shí)的水動(dòng)力性能,計(jì)算每種工況下受到的阻力和力矩,給出阻力和力矩隨潛深和航速變化的曲線,通過分析其具體數(shù)值給出阻力和力矩變化幅度,觀察速度云圖和壓力云圖,分析其變化原因。其次,對(duì)欠驅(qū)動(dòng)水下航行器在近水面的升沉、俯仰、橫蕩、艏搖運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分別計(jì)算其在不同頻率下的阻力和力矩值,通過相關(guān)軟件進(jìn)行曲線擬合,無因次化后得到水動(dòng)力系數(shù),最后分析得到水動(dòng)力系數(shù)隨頻率變化的規(guī)律。最后,研究線型對(duì)欠驅(qū)動(dòng)水下航行器阻力性能的影響。對(duì)比碟形、魚雷形、流線形、橢球體形的水下航行器在同等條件下直航時(shí)的阻力數(shù)據(jù),分析得出使欠驅(qū)動(dòng)水下航行器阻力性能更優(yōu)的線型。
【關(guān)鍵詞】：欠驅(qū)動(dòng)水下航行器 近水面航行 阻力性能 水動(dòng)力系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.941
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)11-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 CFD數(shù)值模擬計(jì)算理論及方法14-23
• 2.1 控制方程14-16
• 2.2 湍流模型16-18
• 2.3 離散方法及離散格式18-20
• 2.4 SIMPLE算法20-21
• 2.5 自由液面處理方法21
• 2.6 本章小結(jié)21-23
• 第3章 欠驅(qū)動(dòng)水下航行器近水面直航、斜航運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算23-43
• 3.1 引言23
• 3.2 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分23-26
• 3.3 直航運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算26-35
• 3.3.1 不同潛深下的阻力計(jì)算27-30
• 3.3.2 阻力增加幅度和增加原因30-33
• 3.3.3 自由液面模擬33
• 3.3.4 垂向力計(jì)算33-34
• 3.3.5 縱傾力矩計(jì)算34-35
• 3.4 斜航運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算35-42
• 3.4.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分35-36
• 3.4.2 水平面運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算36-38
• 3.4.3 垂直面運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算38-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 欠驅(qū)動(dòng)水下航行器水動(dòng)力系數(shù)數(shù)值模擬計(jì)算43-73
• 4.1 引言43
• 4.2 水下航行器六自由度運(yùn)動(dòng)規(guī)律43-47
• 4.3 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分47-48
• 4.4 數(shù)值模擬計(jì)算及分析48-71
• 4.4.1 純橫蕩運(yùn)動(dòng)51-56
• 4.4.2 純升沉運(yùn)動(dòng)56-61
• 4.4.3 純艏搖運(yùn)動(dòng)61-66
• 4.4.4 純俯仰運(yùn)動(dòng)66-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第5章 線型對(duì)水下航行器水動(dòng)力性能的影響73-81
• 5.1 引言73
• 5.2 不同線型的欠驅(qū)動(dòng)水下航行器73-79
• 5.2.1 三維模型設(shè)計(jì)方案73-74
• 5.2.2 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分74-75
• 5.2.3 流場的描述75-78
• 5.2.4 數(shù)值模擬計(jì)算及結(jié)果分析78-79
• 5.3 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-85
• 致謝85

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐陽;世界各國竟相發(fā)展水下航行器[J];船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;2000年09期

2 曹貽陵,王敏芳;全能的水下衛(wèi)士——無人水下航行器[J];飛航導(dǎo)彈;2001年04期

3 臧曉京;自主水下航行器[J];飛航導(dǎo)彈;2001年07期

4 ;世界各國競相發(fā)展水下航行器[J];水路運(yùn)輸文摘;2001年06期

5 郭業(yè)才,趙俊渭,陳華偉;水下航行器輻射噪聲譜增強(qiáng)新方法[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2002年03期

6 嚴(yán)衛(wèi)生,徐德民,李俊,張福斌;遠(yuǎn)程自主水下航行器建模研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

7 劉淮;應(yīng)用前景廣闊的無人水下航行器[J];船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;2004年12期

8 嚴(yán)衛(wèi)生,徐德民,李俊,張福斌;自主水下航行器導(dǎo)航技術(shù)[J];火力與指揮控制;2004年06期

9 傅金祝;;無人水下航行器與自主水下航行器的價(jià)值與發(fā)展前景[J];水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù);2006年03期

10 嚴(yán)衛(wèi)生;;某新型遠(yuǎn)程自主水下航行器建模研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 謝文光;劉衛(wèi)東;楊原青;;無人水下航行器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)[A];2009年中國東西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

2 豐少偉;張喬斌;丁少春;;某水下航行器殼體加速度場重構(gòu)研究[A];2010全國機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

3 蔡龍飛;王志強(qiáng);;水下航行器艏部腔體噪聲特征分析[A];第十三屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2011年

4 吳旭光;董居忠;;受控水下航行器動(dòng)力學(xué)模型的閉環(huán)參數(shù)辨識(shí)[A];1994中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1994年

5 魏娜;賁可榮;章林柯;龐云福;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)辨識(shí)的水下航行器源貢獻(xiàn)分析研究[A];2005年全國理論計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 張華;吳寶山;潘子英;;扁平型水下航行器操縱性水動(dòng)力特性研究[A];2008年船舶水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國船舶學(xué)術(shù)界進(jìn)入ITTC30周年紀(jì)念會(huì)論文集[C];2008年

7 梁建宏;文力;王田苗;;兩關(guān)節(jié)仿生水下航行器的推進(jìn)與機(jī)動(dòng)性能研究[A];城鄉(xiāng)飲用水水源安全問題與發(fā)展匯總[C];2009年

8 馬云;石秀華;李執(zhí)山;;微小型水下航行器的設(shè)計(jì)[A];2012'中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集(Ⅰ)[C];2012年

9 傅曉云;黎飛;李寶仁;;某水下航行器舵機(jī)液壓伺服系統(tǒng)建模仿真[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)流體傳動(dòng)與控制分會(huì)第六屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

10 高立娥;李洪梅;康鳳舉;;遺傳算法在水下航行器制導(dǎo)系統(tǒng)多任務(wù)調(diào)度中的應(yīng)用[A];仿真計(jì)算機(jī)與軟件、仿真方法與建模學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 徐陽;世界各國競相發(fā)展水下航行器[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2000年

2 李杰　宮智民;無人水下航行器　“大鬧”海底戰(zhàn)場[N];中國國防報(bào);2002年

3 記者 李麗云 通訊員 唐曉偉;哈工程聲吶新技術(shù)為水下航行器裝上“眼睛”[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

4 朱在明;大型水下無人航行器受青睞[N];解放軍報(bào);2003年

5 李新;ISE交付首創(chuàng)自主水下航行器[N];中國船舶報(bào);2009年

6 本報(bào)記者 付毅飛;MH370客機(jī)搜索有可能從殘骸上取得突破[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

7 本報(bào)記者 肖夏;MH370搜救加時(shí)賽：黑匣子信號(hào)最后生命期[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2014年

8 ;中澳總理會(huì)晤談失聯(lián)客機(jī)搜尋工作[N];新華每日電訊;2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊燕;水下航行器編隊(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與穩(wěn)定性研究[D];天津大學(xué);2012年

2 趙輝;基于水下航行器導(dǎo)航定位及信息融合技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2007年

3 曹永輝;復(fù)雜環(huán)境下自主式水下航行器動(dòng)力定位技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

4 楊峻巍;水下航行器導(dǎo)航及數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 劉海林;自主式水下航行器的最優(yōu)編隊(duì)控制研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

6 杜航原;自主式水下航行器同步定位與地圖構(gòu)建算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

7 楊熙鑫;自主式水下航行器的點(diǎn)鎮(zhèn)定及編隊(duì)控制研究[D];中國海洋大學(xué);2012年

8 于憲釗;微小型水下航行器水動(dòng)力性能分析及雙體干擾研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

9 王晶;自主水下航行器同步定位與構(gòu)圖方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

10 陳子印;欠驅(qū)動(dòng)無人水下航行器三維路徑跟蹤反步控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬少澤;水下航行器測控系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 董洪波;基于嵌入式技術(shù)的水下航行器動(dòng)力測控系統(tǒng)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

3 黃毅;矢量推進(jìn)水下航行器的建模和控制[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

4 朱健;水下航行器開放式系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

5 王茂勵(lì);無人水下航行器的運(yùn)動(dòng)建模與控制策略研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

6 曹永輝;小型智能水下航行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

7 崔桐;微小型水下航行器多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

8 付薇;水下航行器拖曳系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真研究[D];中國艦船研究院;2015年

9 龐巖;非光滑水下航行器減阻效能研究[D];浙江大學(xué);2015年

10 謝凱源;三推進(jìn)器結(jié)構(gòu)無人水下航行器的深度控制研究[D];浙江大學(xué);2016年

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