本文關(guān)鍵詞：波能推進(jìn)型無人艇的縱向運(yùn)動(dòng)性能研究

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【摘要】：本文研究的波能推進(jìn)型雙體艇為廣東省科技廳“遠(yuǎn)程無人艇”項(xiàng)目的一部分。利用波能推進(jìn)器提供遠(yuǎn)程無人艇前進(jìn)的動(dòng)力,該無人艇能搭載海洋觀測設(shè)備,用于海洋環(huán)境監(jiān)測。將水翼裝置安裝在無人雙體艇上,在波浪作用下無人艇將發(fā)生垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng),固定在雙體艇底部一定深度處的水翼跟隨艇體作搖蕩運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生推力,即將艇體運(yùn)動(dòng)的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成推力,使無人艇實(shí)現(xiàn)自主航行。本文首先利用基于勢流理論的AQWA軟件和基于粘性流理論的FLUENT軟件分析無水翼之艇體在遭遇規(guī)則迎浪時(shí)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值,由于流體粘性對垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)的影響較小,因此兩者結(jié)果吻合良好。與FLUENT軟件相比,雖然AQWA計(jì)算速度極快,但基于勢流理論的AQWA無法模擬搖蕩水翼產(chǎn)生升力及推(阻)力的現(xiàn)象。在雙體艇上加裝水翼后,可以使雙體艇實(shí)現(xiàn)自主航行,稱之為波能推進(jìn)型無人雙體艇。然后模擬了二維水翼的水動(dòng)力性能,并與參考文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果進(jìn)行了比較,以驗(yàn)證本文數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的正確性。在此基礎(chǔ)上分別分析了水翼在靜水中和波浪中作搖蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)的推進(jìn)性能。當(dāng)水翼在靜水中作搖蕩運(yùn)動(dòng),且縱搖和垂蕩間相位差為90o時(shí),在斯特羅哈爾數(shù)相同時(shí),隨著縱搖幅值的增大推力系數(shù)先增大后減小,而當(dāng)縱搖幅值和相位差相同時(shí),斯特羅哈爾數(shù)越大,推力系數(shù)越大。當(dāng)水翼在波浪中作搖蕩運(yùn)動(dòng),縱搖與波浪相位差為0o時(shí),隨著縱搖垂蕩相位差的增長,推力系數(shù)先增大再減小后增大。還模擬計(jì)算了設(shè)置在無人艇上的水翼在波浪中作搖蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)的推進(jìn)性能。數(shù)值模擬結(jié)果表明,水翼縱搖和垂蕩運(yùn)動(dòng)間的相位差變化對水翼推力性能產(chǎn)生顯著影響,且具有一定規(guī)律性。通過主動(dòng)控制水翼的縱搖運(yùn)動(dòng)相位差,可得到較大的推力。而水翼垂蕩運(yùn)動(dòng)與其轉(zhuǎn)軸處波面位移之相位差對推力性能也產(chǎn)生顯著的影響。最后,利用FLUENT軟件計(jì)算波能推進(jìn)艇以一定速度航行時(shí)的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng),水平力和垂向力,并將它與原雙體艇艇體的運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)加裝水翼后雙體艇在波長船長比小于2.5的區(qū)間內(nèi)垂蕩和縱搖的幅值明顯減小。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.91;U661.3

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬駿,鄧愛民;尾部斜升角對高速穿浪雙體船的性能影響[J];船海工程;2005年03期

2 李科技;陳志堅(jiān);;穿浪雙體船附連水質(zhì)量計(jì)算討論[J];船海工程;2010年01期

3 陳小洪;;法國試用有風(fēng)帆的雙體船[J];國外水產(chǎn);1983年02期

4 M·UNOZAWA;K·SHIMIZU;王彩當(dāng);;雙體船的設(shè)計(jì)[J];武漢造船;1982年03期

5 顧永寧;;雙體船波浪外力計(jì)算[J];船舶工程;1984年05期

6 孔炳慶;曹沫;;雙體船連橋外力計(jì)算方法分析[J];武漢水運(yùn)工程學(xué)院學(xué)報(bào);1985年02期

7 盧履范;;雙體船的說古道今[J];航海;1987年05期

8 力;;航行于悉尼海域的雙體船[J];技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;1992年09期

9 ;國內(nèi)穿浪型雙體船將在廣東新會(huì)建造[J];珠江水運(yùn);1996年10期

10 宋國華;雙體船的總體性能設(shè)計(jì)[J];船舶;1998年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 萬岳文;韓曉光;;穿浪雙體船在風(fēng)浪中的航行操縱研究[A];氣象海洋環(huán)境與船舶航行安全論文集[C];2010年

2 韓曉光;楊艷明;郭航;;談風(fēng)浪中的穿浪雙體船操縱[A];2009特大型船舶操縱和船舶安全與管理論文集[C];2009年

3 于凱;黃勝;楊中宇;;基于仿生推進(jìn)的微小型雙體船概念設(shè)計(jì)[A];黑龍江省造船工程學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

4 韓曉光;吳f^;;穿浪雙體船縱搖和垂蕩運(yùn)動(dòng)研究[A];2009航海技術(shù)理論研究論文集[C];2009年

5 張輝;李永級;楊艷明;;穿浪雙體船航行性能及操縱注意事項(xiàng)[A];第二屆廣東海事高級論壇論文集[C];2008年

6 任俊生;楊鹽生;;高速水翼雙體船運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型初探[A];高速船及特殊用途特殊結(jié)構(gòu)船舶航行安全論文集[C];2000年

7 邱悅;曲先強(qiáng);任慧龍;高明;;雙體船的多軸疲勞分析[A];2009年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國船舶學(xué)術(shù)界進(jìn)入ISSC30周年紀(jì)念會(huì)論文集[C];2009年

8 任俊生;楊鹽生;;高速水翼雙體船的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)[A];高速船及特殊用途特殊結(jié)構(gòu)船舶航行安全論文集[C];2000年

9 高成君;趙峰;趙發(fā)明;;考慮粘性影響的高速水翼雙體復(fù)合船運(yùn)動(dòng)預(yù)報(bào)[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

10 戎嘉隆;;船舶發(fā)展趨勢和發(fā)展工作[A];2009特大型船舶操縱和船舶安全與管理論文集[C];2009年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 實(shí)習(xí)記者 秦韻邋通訊員 凌燕 劉瑩佳;武漢設(shè)計(jì)我國最大穿浪雙體船[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2008年

2 李海榮;鋼質(zhì)內(nèi)河雙體船課題通過鑒定[N];中國交通報(bào);2005年

3 楊屹　程虹　王青;“海上新斗士”：雙體船[N];解放軍報(bào);2005年

4 駱偉;七○一所雙體穿浪船設(shè)計(jì)形成系列[N];中國船舶報(bào);2009年

5 郭儀　劉淑芬;太陽鳥復(fù)合材料雙體船刷新亞洲紀(jì)錄[N];中國海洋報(bào);2010年

6 龍瓊子;我國高性能船舶研制取得新進(jìn)展[N];中國水運(yùn)報(bào);2007年

7 記者 楊禮兵　通訊員 阿龍 鐵偉 宏林;國內(nèi)先進(jìn)鋁合金雙體船在武船建成下水[N];湖北日報(bào);2009年

8 何彪;荷蘭即將建成新型雙體高速保障船[N];中國國防報(bào);2012年

9 李銳;雙體船:這般讓人心動(dòng)[N];中國船舶報(bào);2014年

10 本報(bào)記者　董映璧;看大爪怪物橫行海上[N];科技日報(bào);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張樂;氣墊雙體船減阻節(jié)能機(jī)理研究[D];集美大學(xué);2015年

2 查若思;單體船和雙體船波浪增阻的數(shù)值計(jì)算分析[D];上海交通大學(xué);2015年

3 陳通;半自動(dòng)化海帶收割機(jī)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];中國海洋大學(xué);2015年

4 劉偉;穿浪雙體船自控翼系統(tǒng)和波浪彎矩研究[D];華中科技大學(xué);2014年

5 林豐;波能推進(jìn)型無人艇的縱向運(yùn)動(dòng)性能研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 張家銳;鋁玻復(fù)合雙體風(fēng)電運(yùn)維船設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有限元分析[D];華南理工大學(xué);2016年

7 王慶;500客位穿浪雙體船船型優(yōu)化與設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2001年

8 劉靜辰;穿浪雙體船結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評估[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

9 鐘廣軍;鋁合金雙體船整體翻身架設(shè)計(jì)與分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

10 劉金玲;穿浪雙體船運(yùn)動(dòng)仿真與姿態(tài)控制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

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