近年來(lái),水下航行器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛,引起了越來(lái)越多國(guó)家的重視。其中外形類(lèi)似潛艇、魚(yú)雷的水下航行器在探測(cè)、救援、資源開(kāi)發(fā)等軍用民用領(lǐng)域都起到重要作用。與此同時(shí),流場(chǎng)阻力嚴(yán)重制約著水下航行器的性能,減小阻力能夠提升水下的武器和航行器動(dòng)力性能并節(jié)約能源,有極高的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。壁面振動(dòng)作為近年新興的減阻方法,能夠不改變表面結(jié)構(gòu)減阻,本文以機(jī)械振動(dòng)、流體動(dòng)力學(xué)、壓電理論為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)水下壁面振動(dòng)減阻模型并在其壁面粘貼壓電陶瓷,實(shí)現(xiàn)模型的壁面振動(dòng),對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究。主要研究模型迎流壁面和背流壁面的振動(dòng)的減阻效果,并與側(cè)面壁面振動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析,分析不同振動(dòng)模式下的減阻效果和減阻規(guī)律。本文首先對(duì)邊界層進(jìn)行分析,得到摩擦阻力系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)研究模型結(jié)構(gòu),針對(duì)近壁面湍流渦結(jié)構(gòu)和邊界層分離現(xiàn)象,確定本文主要研究壁面做三階彎曲振動(dòng)和一階彎曲振動(dòng)的減阻情況。構(gòu)建仿真有限元模型,進(jìn)行模態(tài)分析和瞬態(tài)分析,得到對(duì)應(yīng)模態(tài)頻率和壁面運(yùn)動(dòng)方程,進(jìn)一步進(jìn)行流體-固體-壓電多物理場(chǎng)耦合仿真,計(jì)算模型水下模態(tài),對(duì)工作頻率進(jìn)行修正。其次將壁面運(yùn)動(dòng)方程編寫(xiě)程序?qū)肓鲌?chǎng)仿真軟件,設(shè)施仿真邊界條件并繪制邊界層網(wǎng)格。本...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來(lái)源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題的來(lái)源
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與不足之處分析
    1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容
第2章 邊界層減阻規(guī)律與壁面振型設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 水流場(chǎng)邊界層的減阻規(guī)律
        2.2.1 曲面板邊界層摩擦阻力分析
        2.2.2 流場(chǎng)壓差阻力分析
    2.3 壁面振動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理
        2.3.1 壓電陶瓷激勵(lì)原理
        2.3.2 模型結(jié)構(gòu)及振動(dòng)形式
    2.4 模型壓電振子電路模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 流場(chǎng)壁面振動(dòng)減阻仿真分析
    3.1 引言
    3.2 壁面仿真分析
        3.2.1 模型參數(shù)選擇
        3.2.2 壓電振子模態(tài)分析
        3.2.3 壓電振子瞬態(tài)分析
        3.2.4 壓電振子濕模態(tài)分析
    3.3 流場(chǎng)仿真分析
        3.3.1 流場(chǎng)模型和網(wǎng)格劃分
        3.3.2 壁面振動(dòng)流場(chǎng)阻力仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 多階彎曲振型壁面振動(dòng)減阻實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱兄?br>        4.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
    4.3 壓電振子阻抗與振型測(cè)試
        4.3.1 模型阻抗測(cè)試
        4.3.2 壓電振子模型測(cè)試
    4.4 多階彎曲振型壁面振動(dòng)減阻實(shí)驗(yàn)分析
        4.4.1 多階彎曲振型壁面振動(dòng)減阻實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3807813