作為一種輕便快捷的水上交通工具,具備高速高效的運(yùn)載能力是當(dāng)今滑行艇艇型發(fā)展中的一個(gè)重要方向,本文中基于三體滑行艇獨(dú)特的水氣動(dòng)力構(gòu)型,通過對(duì)其氣動(dòng)增升效應(yīng)的研究解決了常規(guī)滑行艇沖擊高航速時(shí)所面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問題——高阻力和艇體縱向失穩(wěn)。而本文也正是基于這兩點(diǎn)在細(xì)長(zhǎng)型單體斷級(jí)滑行艇的基礎(chǔ)上開展了三體滑行艇艇型設(shè)計(jì)工作,并借助基于FVM的船舶CFD技術(shù)在處理滑行艇繞流場(chǎng)解析問題中的先進(jìn)性,研究了槽道與斷級(jí)的耦合水氣動(dòng)力特性以及艇體構(gòu)型特征對(duì)該特性的影響機(jī)理和規(guī)律,進(jìn)而發(fā)展出了系列綜合航行性能優(yōu)良的艇型方案。而相應(yīng)地,數(shù)值方法在模擬高速滑行艇水氣繞流場(chǎng)時(shí)的可信度也成為論文所需首先解決的關(guān)鍵問題,本文結(jié)合滑行艇在高速航行過程中的動(dòng)力行為、通過將流場(chǎng)求解與運(yùn)動(dòng)求解耦合起來(lái)實(shí)現(xiàn)了二自由度（縱傾和升沉）靜水直航運(yùn)動(dòng)的模擬,并基于Taunton C系列模型試驗(yàn)資料開展了網(wǎng)格收斂性研究,提高了斷級(jí)滑行艇數(shù)值模擬的可靠性和可信度。為了分析引入氣動(dòng)增升效應(yīng)后艇體動(dòng)力行為的變化,文中借鑒了Collu在進(jìn)行氣動(dòng)增升船水動(dòng)力計(jì)算時(shí)的策略,將片體和槽道當(dāng)做設(shè)置于細(xì)長(zhǎng)型單體斷級(jí)艇上的附體來(lái)處理,以此為主要思路,先開展了細(xì)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：235 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

升力三角與升力塔

（a）升力三角 （b）升力塔圖 1.1 升力三角與升力塔Fig.1.1 Lift triangle and lift pyramid.2 常規(guī)滑行艇水動(dòng)力研究進(jìn)展.2.1 傳統(tǒng)的滑行艇水動(dòng)力研究手段常規(guī)滑行艇是最常見的滑行艇艇型，如圖 1.2 所示，它具有較為光順規(guī)整的滑行在縱向上保持連續(xù)。從剖面形式上看，由于滑行艇主要依靠航行過程中的水動(dòng)力支撐艇重，為了提升艇底的水動(dòng)壓力并保持一定的抗風(fēng)浪能力，其滑行面通常設(shè)帶有一定斜升的深 V 型；而為了促使較低航速下流動(dòng)在舭部分離，以減小艇體抬程中舷側(cè)的浸濕并促進(jìn)起滑，其舭部多采用尖舭形式；但也有過渡型滑行艇，其達(dá)不到流動(dòng)分離的要求，亦會(huì)采用圓舭形式。

圖 1.4 典型的斷級(jí)滑行艇的艇型特征Fig.1.4 Typical hull form of stepped planing hull源于小型水上飛機(jī)浮筒（Seaplane floats）的設(shè)計(jì)[60]，其長(zhǎng)寬比一般在 7 以上，斷級(jí)深度則為浮筒寬的 7%左，而是直接將機(jī)腹設(shè)計(jì)成帶有斷級(jí)的深 V 型滑行面，深度則能達(dá)到機(jī)腹寬度的 16%左右[62]。斷級(jí)滑行艇的滑要小，斷級(jí)深度則一般不超過艇寬的 7%[63]。在上個(gè)過一種帶反曲型斷級(jí)（Cambered step）結(jié)構(gòu)的 Dynapla級(jí)之后的滑行面幾乎全部脫離水面，因而具有極佳的衡需要在艇尾增設(shè)水翼以提供額外的升力，由于結(jié)構(gòu)中得到推廣。在目前得到廣泛應(yīng)用的斷級(jí)滑行艇多為個(gè)或多個(gè)斷級(jí)，斷級(jí)前后的滑行面基本上保持相同的 5 中給出了水上飛機(jī)以及 dynaplane 艇型特征的對(duì)比。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]斷級(jí)對(duì)三體滑行艇水動(dòng)力性能影響的數(shù)值研究[J]. 蔣一,楊東梅,孫寒冰,鄒勁.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
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[5]淺水中低速斜航船舶水動(dòng)力預(yù)報(bào)及驗(yàn)證與確認(rèn)分析[J]. 鄒璐.  船舶力學(xué). 2016(07)
[6]網(wǎng)格因素對(duì)三體滑行艇阻力計(jì)算影響探究[J]. 鄒勁,姬朋輝,孫寒冰,任振.  船舶. 2016(03)
[7]引氣槽減阻特性的數(shù)值研究[J]. 蔣一,孫寒冰,鄒勁,胡安康.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]斷級(jí)滑行艇水動(dòng)力特性的初步計(jì)算研究[J]. 尹邦本,蔣一.  船舶. 2015(04)
[9]影響滑行艇阻力數(shù)值計(jì)算的網(wǎng)格因素研究[J]. 孫華偉,馬偉佳,朱江波.  中國(guó)造船. 2015(02)
[10]雙斷級(jí)滑行艇水動(dòng)力特性數(shù)值研究[J]. 蔣一,孫寒冰,鄒勁,林壯.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)

博士論文
[1]滑行面形狀對(duì)滑行艇阻力與航態(tài)影響數(shù)值分析[D]. 孫華偉.哈爾濱工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]阻流板和導(dǎo)流板對(duì)滑行艇阻力性能的影響研究[D]. 趙超.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]三體滑行艇阻力和穩(wěn)定性研究[D]. 王慶旭.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]三體滑行艇在規(guī)則波中的運(yùn)動(dòng)研究[D]. 史圣哲.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]某型水上飛機(jī)水動(dòng)力性能數(shù)值驗(yàn)證研究[D]. 上官純飛.華中科技大學(xué) 2012
[5]基于FLUENT的滑行艇阻力計(jì)算研究[D]. 曹洪建.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3290502