基于CFD的水下直升機水動力及運動穩(wěn)定性能的研究
發(fā)布時間：2020-12-30 13:11
近年來,人們對于能源的需求越來越大,在陸地上資源逐漸短缺的情況下,對蘊藏豐富資源的海洋的探索與開發(fā)成為了各個國家關(guān)注的焦點。智能水下機器人由于可以代替人工進(jìn)行海底資源的開發(fā)、海底區(qū)域的巡航與探測、海底救援與打撈等工作,在民用和軍用方面受到了人們的高度重視。由于海底地形復(fù)雜并且會有海流的干擾,因此開發(fā)一種穩(wěn)定性和操縱性俱佳的水下機器人成為了人們研究的一個重要方向。本文提出了一種新型的水下機器人-水下直升機,并將其作為研究對象。水下直升機由于其圓碟形的艇體結(jié)構(gòu)而具有全周轉(zhuǎn)向以及精確起降和著底等特點。由于水下直升機是在水下工作,因而其水動力性能便成為設(shè)計和優(yōu)化過程中首要考慮的因素之一。圍繞水下直升機的水動力性能這一研究目標(biāo),本文的研究內(nèi)容可以歸納為:首先,水下直升機由于在海底工作時只能攜帶有限的能源,因此需要根據(jù)其所攜帶的電池電量計算出其航程,航程主要取決于航行中的阻力、電池電量以及螺旋槳的效率。本文采用計算流體力學(xué)（CFD）方法對水下直升機的阻力以及螺旋槳的水動力性能進(jìn)行了計算得出了水下直升機航程與速度的變化曲線。此外,為了分析不同姿態(tài)的運動,本文對水下直升機在不同攻角以及漂角下的水動力進(jìn)...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．３日本九州大學(xué)研究的ＬＵＮＡ碟形水下潛器??
依靠自身的能量，創(chuàng)造了水下航行器的記錄。??＿＿＿??圖１．１?Ｓｅａｇｌｉｄｅｒ工作示意圖??近幾年，國外單位比如日本九州大學(xué)、美國Ｗｅｂｂ公司等在碟形水下機器人??方面開展了多項研究，主要集中在碟形水下滑翔機的理論研究和實際應(yīng)用探索。??其中美國Ｗｅｂｂ公司開發(fā)了名為Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔機，具有水下滑翔和坐底??測量功能，便于長時間大量測量數(shù)據(jù)的獲取，２００３年開發(fā)成功，如圖１．２所示。??圖１．２美國Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔機??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器，丼研究了其虛擬系泊方式，然后通??過水池試驗等方式，研?
方面開展了多項研究，主要集中在碟形水下滑翔機的理論研究和實際應(yīng)用探索。??其中美國Ｗｅｂｂ公司開發(fā)了名為Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔機，具有水下滑翔和坐底??測量功能，便于長時間大量測量數(shù)據(jù)的獲取，２００３年開發(fā)成功，如圖１．２所示。??圖１．２美國Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔機??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器，丼研究了其虛擬系泊方式，然后通??過水池試驗等方式，研究了該潛器的水動力特性并公布了其研究的碟形水動力系??數(shù)。其樣機與研究方式如圖１．３、圖１．４所示。??圖１．３日本九州大學(xué)研究的ＬＵＮＡ碟形水下潛器??３??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國際大洋中脊第三個十年科學(xué)計劃介紹(2014—2023)[J]. 馬樂天,李家彪,陳永順. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì). 2015(05)
[2]國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃IODP349航次[J]. 李春峰,宋曉曉. 上海國土資源. 2014(02)
[3]淺論海洋環(huán)境保護(hù)對我國構(gòu)建海洋強國戰(zhàn)略的重要意義[J]. 馬鳳媛. 法制與社會. 2014(12)
[4]潛艇搭載AUV回收過程中水動力干擾預(yù)報[J]. 蘇玉民,趙金鑫,張磊,崔桐. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]Maneuvering Modeling and Simulation of AUV Dynamic Systems with Euler-Rodriguez Quaternion Method[J]. C.W.Chen,J.S.Kouh,J.F.Tsai. China Ocean Engineering. 2013(03)
[6]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遙控水下機器人北極冰下導(dǎo)航[J]. 李碩,曾俊寶,王越超. 機器人. 2011(04)
[8]能耗最優(yōu)的水下滑翔機采樣路徑規(guī)劃[J]. 朱心科,俞建成,王曉輝. 機器人. 2011(03)
[9]CFD在潛艇外形方案比較中的應(yīng)用[J]. 張懷新,潘雨村. 船舶力學(xué). 2006(04)
[10]圓碟形潛水器阻力性能研究[J]. 張懷新,潘雨村. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2006(06)
博士論文
[1]新型碟形水下機器人及其航姿預(yù)測控制系統(tǒng)研究[D]. 王天.哈爾濱工程大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動力性能研究[D]. 康登登.浙江大學(xué) 2016
[2]海底地形及海底管道對AUV水動力性能干擾分析[D]. 劉鐵生.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[3]長航程潛水器運動建模與仿真技術(shù)研究[D]. 向東.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號：2947700
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．３日本九州大學(xué)研究的ＬＵＮＡ碟形水下潛器??
依靠自身的能量，創(chuàng)造了水下航行器的記錄。??＿＿＿??圖１．１?Ｓｅａｇｌｉｄｅｒ工作示意圖??近幾年，國外單位比如日本九州大學(xué)、美國Ｗｅｂｂ公司等在碟形水下機器人??方面開展了多項研究，主要集中在碟形水下滑翔機的理論研究和實際應(yīng)用探索。??其中美國Ｗｅｂｂ公司開發(fā)了名為Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔機，具有水下滑翔和坐底??測量功能，便于長時間大量測量數(shù)據(jù)的獲取，２００３年開發(fā)成功，如圖１．２所示。??圖１．２美國Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔機??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器，丼研究了其虛擬系泊方式，然后通??過水池試驗等方式，研?
方面開展了多項研究，主要集中在碟形水下滑翔機的理論研究和實際應(yīng)用探索。??其中美國Ｗｅｂｂ公司開發(fā)了名為Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔機，具有水下滑翔和坐底??測量功能，便于長時間大量測量數(shù)據(jù)的獲取，２００３年開發(fā)成功，如圖１．２所示。??圖１．２美國Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔機??曰本九州大學(xué)研制了一款碟形水下潛器，丼研究了其虛擬系泊方式，然后通??過水池試驗等方式，研究了該潛器的水動力特性并公布了其研究的碟形水動力系??數(shù)。其樣機與研究方式如圖１．３、圖１．４所示。??圖１．３日本九州大學(xué)研究的ＬＵＮＡ碟形水下潛器??３??
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]淺論海洋環(huán)境保護(hù)對我國構(gòu)建海洋強國戰(zhàn)略的重要意義[J]. 馬鳳媛. 法制與社會. 2014(12)
[4]潛艇搭載AUV回收過程中水動力干擾預(yù)報[J]. 蘇玉民,趙金鑫,張磊,崔桐. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(11)
[5]Maneuvering Modeling and Simulation of AUV Dynamic Systems with Euler-Rodriguez Quaternion Method[J]. C.W.Chen,J.S.Kouh,J.F.Tsai. China Ocean Engineering. 2013(03)
[6]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遙控水下機器人北極冰下導(dǎo)航[J]. 李碩,曾俊寶,王越超. 機器人. 2011(04)
[8]能耗最優(yōu)的水下滑翔機采樣路徑規(guī)劃[J]. 朱心科,俞建成,王曉輝. 機器人. 2011(03)
[9]CFD在潛艇外形方案比較中的應(yīng)用[J]. 張懷新,潘雨村. 船舶力學(xué). 2006(04)
[10]圓碟形潛水器阻力性能研究[J]. 張懷新,潘雨村. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2006(06)
博士論文
[1]新型碟形水下機器人及其航姿預(yù)測控制系統(tǒng)研究[D]. 王天.哈爾濱工程大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于CFD方法的POD吊艙式集裝箱船水動力性能研究[D]. 康登登.浙江大學(xué) 2016
[2]海底地形及海底管道對AUV水動力性能干擾分析[D]. 劉鐵生.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[3]長航程潛水器運動建模與仿真技術(shù)研究[D]. 向東.哈爾濱工程大學(xué) 2009
本文編號：2947700
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