【摘要】：波浪滑翔機(jī)作為一種新概念的海洋航行器,近年來(lái)受到各國(guó)學(xué)者的關(guān)注。波浪滑翔機(jī)在波浪中無(wú)需額外能量便可實(shí)現(xiàn)無(wú)限長(zhǎng)距離和長(zhǎng)時(shí)間的航行,可將波浪的起伏運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)化為向前的動(dòng)力,因此,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文根據(jù)波浪滑翔機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),自主設(shè)計(jì)并優(yōu)化了波浪滑翔機(jī)的雙體結(jié)構(gòu),并根據(jù)波浪滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)水翼的擺動(dòng)特點(diǎn),利用STARCCM+軟件的DFBI模塊,模擬出滑翔機(jī)水翼在一個(gè)周期內(nèi)主動(dòng)升沉運(yùn)動(dòng)中的被動(dòng)擺動(dòng)過程,研究了限位角、波高、波浪頻率等因素對(duì)NACA0012型水翼的推力系數(shù)的影響。仿真結(jié)果表明,被動(dòng)旋轉(zhuǎn)方法可以有效模擬水翼擺動(dòng)過程,且平均推力系數(shù)在一定范圍內(nèi)隨波高、波浪頻率的增加而增大�；诓ɡ嘶铏C(jī)單個(gè)水翼的運(yùn)動(dòng)仿真模型,建立了串列水翼的擺動(dòng)模型,研究討論了串列水翼的水動(dòng)力性能,并將串列水翼中每個(gè)水翼與單個(gè)水翼的水動(dòng)力性能進(jìn)行比較,對(duì)水翼限位角的研究進(jìn)行了更進(jìn)一步的計(jì)算和優(yōu)化,同時(shí)運(yùn)用MATLAB中的SIMULINK模塊建立了波浪滑翔機(jī)整體的運(yùn)動(dòng)模型,求解了波浪滑翔機(jī)各部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,研究可為波浪滑翔機(jī)的設(shè)計(jì)以及在不同海況條件下的水動(dòng)力性能評(píng)估提供一定參考。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P715
【圖文】：

圖 1-1 水下滑翔機(jī)工作狀態(tài)[6].1-1 The working condition of the Underwater Glid偉等[9]研究了水下滑翔機(jī)的外形特征，并分其他應(yīng)用于水下滑翔機(jī)的先進(jìn)技術(shù)。雙等基于牛頓-歐拉方程對(duì)水下滑翔機(jī)的動(dòng)流的影響之下，通過建立多體動(dòng)力學(xué)模型[10]。作原理為利用剩余浮力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過自產(chǎn)生浮力和重力差，配合運(yùn)動(dòng)過程的俯仰因此可獲得高效節(jié)能的推進(jìn)方式。但與此是導(dǎo)航問題，由于在水下的長(zhǎng)時(shí)間航行，，如果選用 GPS 導(dǎo)航裝置，又只能在水。二是能源問題，水下滑翔機(jī)在調(diào)節(jié)自身此電池的容量也限制了它的能源和續(xù)航力較多不便，電磁波在海水中將有較大衰減干擾并不利于聲波通訊[11] [12]。

圖 1-2 水面母船舾裝布置[13]Fig.1-2 The Wave Glider float equipment layout[13]滑翔機(jī)相較于水下滑翔機(jī)，有更多的海洋勘測(cè)優(yōu)勢(shì)，無(wú)需額外能源，具有續(xù)航力長(zhǎng)，穩(wěn)定性高，通訊方式機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀機(jī)是一款無(wú)需額外能源便可在海上進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距機(jī)最初的原型起源于 2005 年，Roger Hine 和 Joseph 究鯨魚在海中的生活狀態(tài)以及相關(guān)聲音信息等，因此航行的裝置——波浪動(dòng)力滑翔機(jī)。在 2007 年成立了后，波浪滑翔機(jī)的研制和使用逐漸走向了正規(guī)化和成，并作為多功能平臺(tái)被確立應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。翔機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。

圖 1-3 波浪滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)情況[15]Fig.1-3 The motion of Wave Glider[15]機(jī)遭遇 Flossie 颶風(fēng)，在 10 英尺高生存能力�！凹t色閃電”號(hào)波浪滑尺高的海浪及 50 節(jié)風(fēng)速的海況，“紅色閃電號(hào)”波浪滑翔機(jī)。圖 1-4 紅色閃電號(hào)”波浪滑翔機(jī)[13]

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2803053