針對(duì)淺海域海洋環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)、立體、連續(xù)觀測(cè)和定點(diǎn)作業(yè)的需求,提出并設(shè)計(jì)了一種系泊剖面檢測(cè)浮標(biāo)。浮標(biāo)采用模塊化結(jié)構(gòu),且各模塊鏈接接口采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化設(shè)計(jì),搭載傳感器靈活,易維修升級(jí)。為提高殼體外形水動(dòng)力性能和運(yùn)動(dòng)控制精度,首先,采用流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT對(duì)比分析了4種外形方案,并確定了浮標(biāo)艏艉部均為雙參數(shù)橢圓線形;然后,建立了殼體外形物理線型表達(dá)式和阻力模型;最后,通過基于懲罰函數(shù)的遺傳算法優(yōu)化了殼體線型參數(shù)。河中樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系泊剖面浮標(biāo)的外形具有較小的水阻力。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2020,36(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

基于模塊化結(jié)構(gòu)的錨系剖面浮標(biāo)模塊布局圖

回轉(zhuǎn)體線型方案4:艏部和艉部線型均采用圓錐曲線設(shè)計(jì),長(zhǎng)徑比有所改變,如圖2(d)所示,該方案使艏艉部?jī)?nèi)部容積減少了,加工難度大,成本高,裝配難度提高。2.2 殼體外形阻力計(jì)算

剖面浮標(biāo)工作時(shí)多為下潛和上浮運(yùn)動(dòng),且運(yùn)動(dòng)速度較低,粘性阻力占總阻力的比重隨速度的減小而增大,這使得本浮標(biāo)的水動(dòng)力性能和操縱性主要體現(xiàn)在水阻力計(jì)算與分析方面,本文采用水動(dòng)力軟件Fluent分別對(duì)上述4種方案進(jìn)行了上浮和下潛運(yùn)動(dòng)的水阻力計(jì)算[10]。假設(shè)這4種方案模型都在攻角為0°的相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng),4種方案殼體下潛和上浮時(shí)總阻力計(jì)算結(jié)果分別如圖3所示。由圖3(a)可見,在上浮運(yùn)動(dòng)中方案4的主體外形總阻力最大,方案3主體外形的總阻力最小;由圖3(b)可見,方案1和方案2下潛總阻力曲線基本重合,方案4在下潛運(yùn)動(dòng)中的總阻力也是最大,方案3總阻力最小。綜合考慮內(nèi)部有效安裝空間及特點(diǎn)和下潛、上浮運(yùn)動(dòng)總阻力等因素,本文選擇了方案3為剖面浮標(biāo)的殼體外形方案即橢圓艏艉外形。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3035570