基于CFD的水下直升機(jī)水動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 13:11
近年來,人們對于能源的需求越來越大,在陸地上資源逐漸短缺的情況下,對蘊(yùn)藏豐富資源的海洋的探索與開發(fā)成為了各個(gè)國家關(guān)注的焦點(diǎn)。智能水下機(jī)器人由于可以代替人工進(jìn)行海底資源的開發(fā)、海底區(qū)域的巡航與探測、海底救援與打撈等工作,在民用和軍用方面受到了人們的高度重視。由于海底地形復(fù)雜并且會(huì)有海流的干擾,因此開發(fā)一種穩(wěn)定性和操縱性俱佳的水下機(jī)器人成為了人們研究的一個(gè)重要方向。本文提出了一種新型的水下機(jī)器人-水下直升機(jī),并將其作為研究對象。水下直升機(jī)由于其圓碟形的艇體結(jié)構(gòu)而具有全周轉(zhuǎn)向以及精確起降和著底等特點(diǎn)。由于水下直升機(jī)是在水下工作,因而其水動(dòng)力性能便成為設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中首要考慮的因素之一。圍繞水下直升機(jī)的水動(dòng)力性能這一研究目標(biāo),本文的研究內(nèi)容可以歸納為:首先,水下直升機(jī)由于在海底工作時(shí)只能攜帶有限的能源,因此需要根據(jù)其所攜帶的電池電量計(jì)算出其航程,航程主要取決于航行中的阻力、電池電量以及螺旋槳的效率。本文采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法對水下直升機(jī)的阻力以及螺旋槳的水動(dòng)力性能進(jìn)行了計(jì)算得出了水下直升機(jī)航程與速度的變化曲線。此外,為了分析不同姿態(tài)的運(yùn)動(dòng),本文對水下直升機(jī)在不同攻角以及漂角下的水動(dòng)力進(jìn)...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
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依靠自身的能量,創(chuàng)造了水下航行器的記錄。??___??圖1.1?Seaglider工作示意圖??近幾年,國外單位比如日本九州大學(xué)、美國Webb公司等在碟形水下機(jī)器人??方面開展了多項(xiàng)研究,主要集中在碟形水下滑翔機(jī)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用探索。??其中美國Webb公司開發(fā)了名為Discuz的水下碟形滑翔機(jī),具有水下滑翔和坐底??測量功能,便于長時(shí)間大量測量數(shù)據(jù)的獲取,2003年開發(fā)成功,如圖1.2所示。??圖1.2美國Webb公司研制的碟形水下滑翔機(jī)??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器,丼研究了其虛擬系泊方式,然后通??過水池試驗(yàn)等方式,研?
方面開展了多項(xiàng)研究,主要集中在碟形水下滑翔機(jī)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用探索。??其中美國Webb公司開發(fā)了名為Discuz的水下碟形滑翔機(jī),具有水下滑翔和坐底??測量功能,便于長時(shí)間大量測量數(shù)據(jù)的獲取,2003年開發(fā)成功,如圖1.2所示。??圖1.2美國Webb公司研制的碟形水下滑翔機(jī)??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器,丼研究了其虛擬系泊方式,然后通??過水池試驗(yàn)等方式,研究了該潛器的水動(dòng)力特性并公布了其研究的碟形水動(dòng)力系??數(shù)。其樣機(jī)與研究方式如圖1.3、圖1.4所示。??圖1.3日本九州大學(xué)研究的LUNA碟形水下潛器??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國際大洋中脊第三個(gè)十年科學(xué)計(jì)劃介紹(2014—2023)[J]. 馬樂天,李家彪,陳永順. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì). 2015(05)
[2]國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃IODP349航次[J]. 李春峰,宋曉曉. 上海國土資源. 2014(02)
[3]淺論海洋環(huán)境保護(hù)對我國構(gòu)建海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要意義[J]. 馬鳳媛. 法制與社會(huì). 2014(12)
[4]潛艇搭載AUV回收過程中水動(dòng)力干擾預(yù)報(bào)[J]. 蘇玉民,趙金鑫,張磊,崔桐. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]Maneuvering Modeling and Simulation of AUV Dynamic Systems with Euler-Rodriguez Quaternion Method[J]. C.W.Chen,J.S.Kouh,J.F.Tsai. China Ocean Engineering. 2013(03)
[6]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遙控水下機(jī)器人北極冰下導(dǎo)航[J]. 李碩,曾俊寶,王越超. 機(jī)器人. 2011(04)
[8]能耗最優(yōu)的水下滑翔機(jī)采樣路徑規(guī)劃[J]. 朱心科,俞建成,王曉輝. 機(jī)器人. 2011(03)
[9]CFD在潛艇外形方案比較中的應(yīng)用[J]. 張懷新,潘雨村. 船舶力學(xué). 2006(04)
[10]圓碟形潛水器阻力性能研究[J]. 張懷新,潘雨村. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
博士論文
[1]新型碟形水下機(jī)器人及其航姿預(yù)測控制系統(tǒng)研究[D]. 王天.哈爾濱工程大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動(dòng)力性能研究[D]. 康登登.浙江大學(xué) 2016
[2]海底地形及海底管道對AUV水動(dòng)力性能干擾分析[D]. 劉鐵生.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[3]長航程潛水器運(yùn)動(dòng)建模與仿真技術(shù)研究[D]. 向東.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):2947700
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.3日本九州大學(xué)研究的LUNA碟形水下潛器??
依靠自身的能量,創(chuàng)造了水下航行器的記錄。??___??圖1.1?Seaglider工作示意圖??近幾年,國外單位比如日本九州大學(xué)、美國Webb公司等在碟形水下機(jī)器人??方面開展了多項(xiàng)研究,主要集中在碟形水下滑翔機(jī)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用探索。??其中美國Webb公司開發(fā)了名為Discuz的水下碟形滑翔機(jī),具有水下滑翔和坐底??測量功能,便于長時(shí)間大量測量數(shù)據(jù)的獲取,2003年開發(fā)成功,如圖1.2所示。??圖1.2美國Webb公司研制的碟形水下滑翔機(jī)??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器,丼研究了其虛擬系泊方式,然后通??過水池試驗(yàn)等方式,研?
方面開展了多項(xiàng)研究,主要集中在碟形水下滑翔機(jī)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用探索。??其中美國Webb公司開發(fā)了名為Discuz的水下碟形滑翔機(jī),具有水下滑翔和坐底??測量功能,便于長時(shí)間大量測量數(shù)據(jù)的獲取,2003年開發(fā)成功,如圖1.2所示。??圖1.2美國Webb公司研制的碟形水下滑翔機(jī)??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器,丼研究了其虛擬系泊方式,然后通??過水池試驗(yàn)等方式,研究了該潛器的水動(dòng)力特性并公布了其研究的碟形水動(dòng)力系??數(shù)。其樣機(jī)與研究方式如圖1.3、圖1.4所示。??圖1.3日本九州大學(xué)研究的LUNA碟形水下潛器??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國際大洋中脊第三個(gè)十年科學(xué)計(jì)劃介紹(2014—2023)[J]. 馬樂天,李家彪,陳永順. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì). 2015(05)
[2]國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃IODP349航次[J]. 李春峰,宋曉曉. 上海國土資源. 2014(02)
[3]淺論海洋環(huán)境保護(hù)對我國構(gòu)建海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要意義[J]. 馬鳳媛. 法制與社會(huì). 2014(12)
[4]潛艇搭載AUV回收過程中水動(dòng)力干擾預(yù)報(bào)[J]. 蘇玉民,趙金鑫,張磊,崔桐. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]Maneuvering Modeling and Simulation of AUV Dynamic Systems with Euler-Rodriguez Quaternion Method[J]. C.W.Chen,J.S.Kouh,J.F.Tsai. China Ocean Engineering. 2013(03)
[6]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遙控水下機(jī)器人北極冰下導(dǎo)航[J]. 李碩,曾俊寶,王越超. 機(jī)器人. 2011(04)
[8]能耗最優(yōu)的水下滑翔機(jī)采樣路徑規(guī)劃[J]. 朱心科,俞建成,王曉輝. 機(jī)器人. 2011(03)
[9]CFD在潛艇外形方案比較中的應(yīng)用[J]. 張懷新,潘雨村. 船舶力學(xué). 2006(04)
[10]圓碟形潛水器阻力性能研究[J]. 張懷新,潘雨村. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
博士論文
[1]新型碟形水下機(jī)器人及其航姿預(yù)測控制系統(tǒng)研究[D]. 王天.哈爾濱工程大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動(dòng)力性能研究[D]. 康登登.浙江大學(xué) 2016
[2]海底地形及海底管道對AUV水動(dòng)力性能干擾分析[D]. 劉鐵生.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[3]長航程潛水器運(yùn)動(dòng)建模與仿真技術(shù)研究[D]. 向東.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號(hào):2947700
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