本文關(guān)鍵詞：水下高速運動體渦輪式自主測速技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 水下運動體 測速 渦輪 內(nèi)藏式存儲 計算流體力學(xué) SSIM算法

【摘要】：水下高速運動體渦輪式自主測速技術(shù)研究是水下測速技術(shù)的研究難點。目前國內(nèi)對此研究較少,該技術(shù)主要應(yīng)用渦輪轉(zhuǎn)速與來流速度關(guān)系,確定水下運動體自身速度的測量,具有重要的工程實踐意義。渦輪轉(zhuǎn)速與相對水流的速度直接相關(guān),根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)速即可獲得運動體的速度。渦輪測速裝置采用非接觸式測量技術(shù),渦輪尾部安裝有小磁體,通過安裝在運動體內(nèi)的霍爾器件感應(yīng)磁場變化即可獲取轉(zhuǎn)速,從而獲得運動體速度。通過建立了水下運動體外流場的三維非定常CFD模型,從理論上分析了水下運動體的環(huán)境激勵,建立渦輪轉(zhuǎn)動模型,進(jìn)行渦輪動態(tài)轉(zhuǎn)動模擬分析。設(shè)計水下運動體外置測速渦輪結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計了攻角調(diào)節(jié)機構(gòu),可以實現(xiàn)±5°的攻角調(diào)節(jié)。進(jìn)行變攻角條件下的渦輪動態(tài)仿真模擬。分析水下運動體測速渦輪的基本輸出特性,并進(jìn)行了在流體沖擊下的模態(tài)分析和力學(xué)分析。進(jìn)行了水下運動體測速渦輪環(huán)境模擬實驗。提出了水下運動體內(nèi)藏式測速電路和存儲的數(shù)據(jù)采集與處理方案,基于LabVIEW的在線實時測量方案,可用于變流速流場環(huán)境模擬與分析實驗。通過開展變流速下中部測速渦輪裝置的驗證實驗,表明該方法的正確性,可以用于水下高速運動體自主測速。
【關(guān)鍵詞】：水下運動體 測速 渦輪 內(nèi)藏式存儲 計算流體力學(xué) SSIM算法
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U666.159
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 水下高速運動體外流場研究的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展10-12
• 1.2.1 水下運動體外流場的關(guān)鍵問題和研究方法10-11
• 1.2.2 水下運動體繞流場的仿真模擬技術(shù)11
• 1.2.3 水下運動體流場環(huán)境的實驗測試技術(shù)11-12
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及行文結(jié)構(gòu)12-14
• 1.3.1 本文的主要研究內(nèi)容12
• 1.3.2 本文的行文結(jié)構(gòu)12-14
• 2 水下運動體中部外置測速渦輪設(shè)計14-19
• 2.1 中部外置測速渦輪設(shè)計14-15
• 2.2 外置測速渦輪轉(zhuǎn)動模型的建立15-18
• 2.2.1 渦輪驅(qū)動力矩計算理論15-16
• 2.2.2 渦輪驅(qū)動力矩計算16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 3 水下運動體外流場三維非定常動態(tài)CFD模擬19-35
• 3.1 外流場三維仿真模型的建立19-25
• 3.1.1 流場的建立和計算域的劃分20-22
• 3.1.2 邊界條件的設(shè)定和處理22-23
• 3.1.3 多連域網(wǎng)格的劃分23-25
• 3.2 控制方程與數(shù)值求解方法分析25-28
• 3.2.1 湍流數(shù)值模擬方法26
• 3.2.2 算法選擇和求解26
• 3.2.3 基于RANS和LES流動數(shù)值模擬26-28
• 3.3 變攻角環(huán)境下的渦輪轉(zhuǎn)動動態(tài)模擬28-33
• 3.3.1 運動體外置旋轉(zhuǎn)渦輪的建模方法28-29
• 3.3.2 基于滑移網(wǎng)格的旋轉(zhuǎn)渦輪動態(tài)模型的實現(xiàn)29-31
• 3.3.3 運動體姿態(tài)的動態(tài)模擬方法31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 4 攻角調(diào)節(jié)機構(gòu)與控制方法設(shè)計35-41
• 4.1 攻角調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計35-38
• 4.1.1 攻角控制機構(gòu)運動學(xué)分析35-36
• 4.1.2 攻角控制系統(tǒng)動力學(xué)分析36-37
• 4.1.3 攻角控制系統(tǒng)負(fù)載計算37-38
• 4.1.4 攻角控制系統(tǒng)動力機構(gòu)主要參數(shù)38
• 4.2 攻角機構(gòu)控制系統(tǒng)及其模態(tài)分析38-40
• 4.3 本章小結(jié)40-41
• 5 水下運動體測速渦輪在變流速下的特性分析41-46
• 5.1 水下運動體測速渦輪的基本輸出特性研究41-43
• 5.1.1 測速渦輪轉(zhuǎn)動動態(tài)特性41-42
• 5.1.2 測速渦輪啟動速度的影響因素分析42
• 5.1.3 測速渦輪輸出線性段的數(shù)值標(biāo)定42-43
• 5.2 變攻角環(huán)境對運動體渦輪輸出特性的影響43-45
• 5.3 本章小結(jié)45-46
• 6 水下運動體渦輪測速模擬實驗46-55
• 6.1 測速渦輪實驗原理與樣機的分析與設(shè)計46-48
• 6.1.1 試驗用水洞裝置及樣機實物46-47
• 6.1.2 變流速環(huán)境下測速渦輪實驗設(shè)計47-48
• 6.2 渦輪測速嵌入式存儲技術(shù)方案48-51
• 6.3 流場環(huán)境模擬與分析實驗51-54
• 6.3.1 測速渦輪樣機的水洞模擬實驗51-52
• 6.3.2 變攻角運動體渦輪的水洞標(biāo)定實驗52
• 6.3.3 基于SSIM算法的水下圖像處理技術(shù)52-54
• 6.4 本章小結(jié)54-55
• 7 總結(jié)55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 附錄62

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本文編號：758819