波浪滑翔機器人是一種新型的無人自主水面移動機器人,由水面浮體、水下滑翔體和柔性纜繩三部分組成。它不需要外界提供動能,通過水翼的擺動將波浪能轉(zhuǎn)化為前進(jìn)的動能,續(xù)航能力強,可以實現(xiàn)長時間在海洋中自主航行,且還具有噪音低、維護與制造成本低、工作周期長、可靠度高和可重復(fù)利用的優(yōu)勢,通過搭載不同類型的傳感器,可以實現(xiàn)資源探測、環(huán)境監(jiān)測、軍事偵察等各方面功能,屬于利用海洋能的創(chuàng)新型機器人,在軍事和民用領(lǐng)域都有著非常重要的研究意義和使用價值。介紹了波浪滑翔器人的結(jié)構(gòu)組成,在理論分析的基礎(chǔ)上,提出水面浮體、水下滑翔體和纜繩的設(shè)計要求,分析了波浪滑翔機器人的工作機理。對纜繩進(jìn)行非線性動力學(xué)建模,得到了纜繩的動力學(xué)方程。確定NACA0012翼型作為水下滑翔體水翼的翼型使用,給出基于升力及阻力系數(shù)的水翼推力計算方法。分析了攻角對水翼水平推力的影響,得到了水平推力與攻角之間的變化規(guī)律,確定水翼最佳攻角為14°,提出水翼最佳偏轉(zhuǎn)角的計算方法。分析了水翼間距對水動力性能的影響,結(jié)果表明在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加水翼間距可以提高水下滑翔體的水平推力。對波浪滑翔機器人的三維有航速浮體進(jìn)行頻域和時域分析,建立了三維有航速浮體... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 波浪滑翔機器人的工作機理
    2.1 波浪滑翔機器人的結(jié)構(gòu)組成
        2.1.1 水面浮體
        2.1.2 水下滑翔體
        2.1.3 纜繩
    2.2 波浪滑翔機器人的運動過程
        2.2.1 上升階段
        2.2.2 下降階段
        2.2.3 過渡階段
    2.3 本章小結(jié)
第3章 水下滑翔體與纜繩的動力學(xué)分析與計算
    3.1 纜繩的非線性動力學(xué)建模
    3.2 水下滑翔體的水動力分析與計算
        3.2.1 翼型選擇
        3.2.2 水翼的水動力分析與計算
    3.3 本章小結(jié)
第4章 三維有航速浮體的頻域分析
    4.1 有航速浮體的輻射問題
        4.1.1 輻射問題的頻域數(shù)學(xué)模型
        4.1.2 輻射問題的頻域數(shù)值計算
    4.2 有航速浮體的繞射問題
        4.2.1 繞射問題的頻域數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 繞射問題的頻域數(shù)值計算
    4.3 本章小結(jié)
第5章 三維有航速浮體的時域分析
    5.1 波浪理論
    5.2 有航速浮體的輻射問題
        5.2.1 輻射問題的時域數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 輻射問題分析與計算
    5.3 有航速浮體的繞射問題
        5.3.1 繞射問題的時域數(shù)學(xué)模型
        5.3.2 繞射問題分析與計算
    5.4 有航速浮體運動響應(yīng)時域計算方法
    5.5 風(fēng)、浪、流共同作用下的有航速浮體運動響應(yīng)計算
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]新型仿生波浪能滑翔器的設(shè)計與研究[D]. 杜照鵬.青島科技大學(xué) 2017
[4]波浪滑翔器的浮體阻力及運動性能分析研究[D]. 付誠翔.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[5]波浪能推進(jìn)水面航行器的路徑規(guī)劃問題研究[D]. 周宏祥.浙江大學(xué) 2016
[6]波浪驅(qū)動滑翔器工作機理分析與水下滑翔體的結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 丁乃蓬.浙江大學(xué) 2015
[7]波浪滑翔機的水動力分析[D]. 胡合文.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[8]波浪動力滑翔機雙體結(jié)構(gòu)工作機理與動力學(xué)行為研究[D]. 賈立娟.國家海洋技術(shù)中心 2014
[9]波浪滑翔器動力學(xué)建模及其仿真研究[D]. 李小濤.中國艦船研究院 2014



本文編號：3657429