本文關(guān)鍵詞：基于流場(chǎng)分析的三維海流傳感器的仿真研究

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【摘要】：21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),為了可持續(xù)地開(kāi)發(fā)利用海洋資源,需要使用海洋觀測(cè)設(shè)備對(duì)海洋進(jìn)行觀測(cè),海流傳感器是觀測(cè)海洋體系的重要儀器�？v觀國(guó)內(nèi)外海流傳感器的研究現(xiàn)狀,目前尚缺少較好的方法來(lái)測(cè)量維間差異較大的三維流速,尤其是對(duì)上升流的測(cè)量,研究新型三維海流傳感器具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。 論文首先表述了海流計(jì)的研究背景與意義,分析了目前國(guó)內(nèi)外已有海流計(jì)的工作原理與優(yōu)缺點(diǎn)；通過(guò)總結(jié)其不足之處,明確了本文的主要研究?jī)?nèi)容。 其次,介紹了流體力學(xué)的基本理論,闡述了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)控制方程的推導(dǎo),簡(jiǎn)要表述了CFD的基礎(chǔ)理論；繼而闡述了物體繞流理論和影響繞流阻力的相關(guān)因素,著重介紹了三維圓球繞流實(shí)例。 然后,基于流速的三維矢量分解,以海流傳感器的流場(chǎng)分析為主線,基于流體分析軟件Fluent,分別仿真模擬單圓球繞流及薄圓盤(pán)繞流,得出了在不同流速下單圓球及圓盤(pán)的升阻力變化的規(guī)律。確定了三維海流傳感器的測(cè)量結(jié)構(gòu)：采用圓球結(jié)構(gòu)測(cè)量水平流速,薄圓盤(pán)結(jié)構(gòu)測(cè)量垂直流速,最終得到了海流傳感器的整體結(jié)構(gòu)模型。 繼而,對(duì)傳感器整體結(jié)構(gòu)的繞流場(chǎng)進(jìn)行仿真,探討了在不同流速下整體結(jié)構(gòu)中圓球阻力、圓盤(pán)升力變化的規(guī)律,并與單圓球、單圓盤(pán)結(jié)果比較,討論整體結(jié)構(gòu)對(duì)圓球及圓盤(pán)繞流場(chǎng)的干擾,確定了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 最后,對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)和流固耦合分析,獲得了其在有流場(chǎng)和無(wú)流場(chǎng)時(shí)的固有頻率,由頻譜分析得到了繞流場(chǎng)的頻率。經(jīng)過(guò)對(duì)比,繞流場(chǎng)的頻率遠(yuǎn)離傳感器的固有頻率,避免了共振。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH766.21;TP212

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本文編號(hào)：1218660