【摘要】：空氣動力艇是一種綜合運用水動力學、空氣動力學原理,利用空氣螺旋槳推進,且不受吃水限制的兩棲船艇。其具有尺寸小、航速高、操縱靈活、結構簡單及建造成本低等顯著的特點。濕地作為珍貴的自然資源,發(fā)揮著重要的作用,但是濕地流域情況較為復雜,如存在水流量小、航道狹窄等問題,從而導致其航運效率較低�？諝鈩恿νЭ梢暂^好的適應其復雜的航運環(huán)境,為濕地生態(tài)保護戰(zhàn)略的實施提供有力支持。本文在參考國內(nèi)外先進空氣動力艇艇型的基礎上自主建立了一款新型的空氣動力艇模型,并采用以有限體積法(FVM)為基礎的CFD軟件STAR-CCM+,對空氣動力艇的水、氣阻力特性進行了初步的研究,為其艇型研發(fā)與優(yōu)化提供參考。本文回顧了空氣動力艇的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,梳理了CFD技術在空氣動力艇及其同類型船舶的流體動力學中的研究進展。基于本文的研究手段,設計適合空氣動力艇艇型特點的數(shù)值計算方案,并重點對其計算域的建立、近壁面的網(wǎng)格劃分以及艇體表面的網(wǎng)格尺寸進行闡述。通過選用國外一款已經(jīng)做過船模試驗的空氣動力艇來進行數(shù)值模擬精度驗證,詳細說明了本文設計的數(shù)值模擬方案具有較好的計算精度及可行性。重點介紹空氣動力艇的艇型基本結構及工作原理,選取數(shù)值計算模型,并應用CFD技術對其阻力性能進行了分析。通過與淺V型空氣動力艇在阻力、艇體姿態(tài)、艇體自由液面興波及艇底壓力分布情況等方面的對比,研究分析平底型和淺V型空氣動力艇在阻力性能方面的異同,說明平底型空氣動力艇在阻力性能上的優(yōu)勢。運用增量研究方法分別探討在一定范圍內(nèi)艇體長寬比、艇體重心縱向位置、艇體中縱剖面形狀及艇體艉部斜升角的變化對空氣動力艇阻力性能的影響,同時對其影響機理進行解析�；谡承粤黧w力學理論,建立了適合空氣動力艇空氣阻力預報的數(shù)值模擬方法。對前文中空氣動力艇模型的空氣阻力進行數(shù)值計算,并討論其占總阻力的比例隨航速增加的變化趨勢。對帶有上層建筑的空氣動力艇進行氣動阻力特性研究,同時基于數(shù)值仿真結果對其流場細節(jié)進行詳細闡述�；诳諝鈩恿W方法對帶有上層建筑的空氣動力艇在不同漂角和攻角下相應的空氣動力系數(shù)進行求解,并深入探討兩者的變化對其空氣動力系數(shù)的影響。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U661.311
【圖文】：

圖 1.1 澳大利亞海岸警衛(wèi)隊工作艇 圖 1.2 寧波市新進空氣動力艇在民用領域，從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應用于穿越敏感植被和土壤濕地；空氣動力艇在結冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進行水質(zhì)測量[5]。2005 年在美國新奧爾良市的水災中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間成功將四個醫(yī)院的 3000 多名人員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達周圍海域中，面對許多船只無法到達的淺灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣動力艇也廣泛應用于內(nèi)河旅游，美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當?shù)貎?nèi)河生態(tài)環(huán)境的觀光旅游空氣動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從國內(nèi)來看，2010年左右公安部消防培訓基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研制出新型國產(chǎn)空氣動力艇，填補了我國內(nèi)河應急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇在洪澇災區(qū)廣泛應用于實況勘察、災民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導致的河道變窄、淺水流域也被廣泛的應用于運輸?shù)裙ぷ�，同時也適用于冰雪路面上的搶險救災工作。除此之外，該艇還可在富含水生植物的水中進行相關微生物、植被的科學調(diào)查，以及在艇上安裝遠距離噴射

圖 1.1 澳大利亞海岸警衛(wèi)隊工作艇 圖 1.2 寧波市新進空氣動力艇在民用領域，從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應用于穿越敏感植被和土壤濕地；空氣動力艇在結冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進行水質(zhì)測量[5]。2005 年在美國新奧爾良市的水災中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間成功將四個醫(yī)院的 3000 多名人員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達周圍海域中，面對許多船只無法到達的淺灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣動力艇也廣泛應用于內(nèi)河旅游，美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當?shù)貎?nèi)河生態(tài)環(huán)境的觀光旅游空氣動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從國內(nèi)來看，2010年左右公安部消防培訓基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研制出新型國產(chǎn)空氣動力艇，填補了我國內(nèi)河應急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇在洪澇災區(qū)廣泛應用于實況勘察、災民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導致的河道變窄、淺水流域也被廣泛的應用于運輸?shù)裙ぷ鳎瑫r也適用于冰雪路面上的搶險救災工作。除此之外，該艇還可在富含水生植物的水中進行相關微生物、植被的科學調(diào)查，以及在艇上安裝遠距離噴射

從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應用于穿越艇在結冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進行水質(zhì)市的水災中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達周圍海域灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從防培訓基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研補了我國內(nèi)河應急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇、災民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導致的河道變窄、淺工作，同時也適用于冰雪路面上的搶險救災工作。除此的水中進行相關微生物、植被的科學調(diào)查，以及在艇上工作。圖 1.4 為遼寧撫運安儀救生裝備有限公司研制的。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李曉文;李夢迪;梁晨;諸葛海錦;;濕地恢復若干問題探討[J];自然資源學報;2014年07期

2 付明玉;張麗娜;王建琴;扎伊采夫;;基于CFX的全墊升氣墊船船身空氣動力模擬[J];華中科技大學學報(自然科學版);2013年06期

3 詹長書;儲江偉;田廣東;;空氣動力艇的國內(nèi)外生產(chǎn)與應用現(xiàn)狀[J];森林工程;2013年02期

4 潘昊然;趙超;孫華偉;馬偉佳;;艉部斜升角對滑行艇阻力性能影響數(shù)值模擬[J];江蘇船舶;2013年01期

5 晉文菊;王志東;李力軍;楊爽;;滑行艇升沉縱搖運動的二維數(shù)值預報[J];中國艦船研究;2011年06期

6 吳乘勝;陳雄;孫立憲;顧民;朱德祥;;靜水中自由船模拖曳CFD模擬方法研究[J];船舶力學;2010年08期

7 陳克強;秦江濤;;滑行艇簡化模型流場數(shù)值模擬及改型研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2010年03期

8 王成龍;付明玉;邊信黔;施小成;;全墊升氣墊船四自由度運動仿真[J];計算機仿真;2009年07期

9 朱仁傳;郭海強;繆國平;余建偉;;一種基于CFD理論船舶附加質(zhì)量與阻尼的計算方法[J];上海交通大學學報;2009年02期

10 盧軍;黃國j;;全墊升氣墊船4自由度操縱性[J];上海交通大學學報;2007年02期

相關會議論文 前1條

1 王振濤;譚振東;吳衛(wèi)國;劉瑜;;淺析空氣動力船技術發(fā)展與實際運用[A];第十二屆全國內(nèi)河船舶與航運學術會議論文集[C];2012年

相關博士學位論文 前1條

1 鄧銳;阻流板對雙體船水動力性能影響的數(shù)值研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

相關碩士學位論文 前3條

1 姬朋輝;基于CFD的倒V型槽道滑行艇阻力性能研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

2 盧n

本文編號：2796861