發(fā)布時間：2022-10-29 10:50

　　水下機器人是水下觀測、作業(yè)的重要工具,建立水下機器人水動力學模型是水下機器人設計與運動控制的基礎。傳統(tǒng)水動力測量系統(tǒng)主要測量水下機器人在水下大范圍直航、斜航、回轉(zhuǎn)運動時所受到的水動力,沒有專門測量水下機器人在定點、低速的工作狀態(tài)下受到水動力的試驗系統(tǒng)。為了得到水下機器人在工作狀態(tài)下的水動力學模型,測量水動力系數(shù),在大連海事大學多功能水池設計并搭建了一套測量水下機器人低速直線運動和定點回轉(zhuǎn)運動水動力的拘束模型水動力試驗系統(tǒng)。建立水下機器人水動力學模型,分為慣性水動力模型和粘性水動力模型,明確需要測量的水動力系數(shù)。為了得到水下直線和回轉(zhuǎn)運動中的水動力系數(shù),仿真分析水下機器人水動力。在傳統(tǒng)螺旋槳推進水下機器人的基礎上設計了噴水矢量推進的水下機器人模型。在ICEM中建立水下機器人模型,確定計算域和邊界層,進行網(wǎng)格無關(guān)性試驗,進行壁面影響仿真,確定合適的壁面距離。利用Fluent仿真得到了水下機器人在直線運動和回轉(zhuǎn)運動下的水動力,擬合仿真曲線后得到水下機器人仿真水動力系數(shù)。根據(jù)仿真結(jié)果確定水下機器人運動所受最大水動力和合適的壁面距離,以此為基礎,設計了水下機器人水動力試驗系統(tǒng)。系統(tǒng)分為拖曳試驗系... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明表
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水下機器人CFD仿真
        1.2.2 拘束模型實驗
    1.3 論文的主要工作
2 水下機器人水動力學建模與仿真
    2.1 水下機器人水動力學模型
        2.1.1 水下機器人拘束模型設計與制作
        2.1.2 水下機器人水動力學模型
    2.2 水下機器人水動力學仿真
        2.2.1 水下機器人直線運動水動力學仿真
        2.2.2 水下機器人回轉(zhuǎn)運動水動力學仿真
    2.3 本章小結(jié)
3 水下機器人拖曳直線運動水動力特性試驗研究
    3.1 試驗系統(tǒng)的設計與搭建
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 結(jié)構(gòu)設計
        3.1.3 試驗系統(tǒng)搭建
    3.2 水動力試驗分析
        3.2.1 勻速直線運動
        3.2.2 勻加速直線運動
    3.3 本章小結(jié)
4 水下機器人拘束回轉(zhuǎn)運動水動力特性試驗研究
    4.1 試驗系統(tǒng)的設計與搭建
        4.1.1 工作原理
        4.1.2 結(jié)構(gòu)設計
        4.1.3 試驗系統(tǒng)搭建
    4.2 水動力試驗分析
        4.2.1 勻角速度回轉(zhuǎn)運動
        4.2.2 勻加角速度回轉(zhuǎn)運動
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]習近平構(gòu)建“海洋命運共同體”的重大意義與實現(xiàn)路徑[J]. 陳娜,陳明富.  西南民族大學學報(人文社科版). 2020(01)
[3]海洋開發(fā)裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢研判[J]. 曾曉光,金偉晨,趙羿羽,郎舒妍.  艦船科學技術(shù). 2019(17)
[4]水下滑翔蛇形機器人滑翔狀態(tài)水動力參數(shù)計算及外形優(yōu)化[J]. 趙凱凱,李斌,張國偉,常健.  高技術(shù)通訊. 2019(08)
[5]淺談海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策探討[J]. 車麗媛.  船舶物資與市場. 2019(05)
[6]水下航行器水動力系數(shù)計算方法[J]. 高婷,龐永杰,王亞興,陳慶龍.  哈爾濱工程大學學報. 2019(01)
[7]水下潛器航行水動力導數(shù)CFD計算[J]. 漆小舟,繆愛琴,萬德成.  水動力學研究與進展（A輯）. 2018(03)
[8]高速拖曳水池軌道建設工程若干問題探討[J]. 魏方以,徐昊,蔣志鵬,貢建國.  裝備制造技術(shù). 2018(03)
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[10]基于CFD和直接計算技術(shù)的航行器阻力系數(shù)算法研究[J]. 王玉婷,向先波,王瑟.  中國科技論文. 2016(19)

博士論文
[1]面向核電水池作業(yè)的水下機器人及其動力學特性研究[D]. 李戰(zhàn)東.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]深海作業(yè)型ROV水動力試驗及運動控制技術(shù)研究[D]. 范士波.上海交通大學 2013

碩士論文
[1]作業(yè)型AUV總體設計與水動力性能分析[D]. 許錦宇.哈爾濱工程大學 2017



本文編號：3697550