基于CFD模拟方法的圆碟型浮标水动力分析

发布时间：2017-05-27 18:10

  本文关键词：基于CFD模拟方法的圆碟型浮标水动力分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：因应溢油跟踪监测对主动式溢油跟踪浮标的迫切的改进需求,提出水下滑翔圆碟的设计思想,利用水下滑翔器的驱动和控制原理改进碟形被动式溢油跟踪浮标,使之兼具碟形溢油跟踪浮标的水面漂流特性和水下滑翔器优异的水下运动性能,实现短距离跟踪误差修正和区域监测功能。 在溢油跟踪浮标和水下滑翔器研究的基础上,采用水下滑翔器运动控制理论、粘性CFD方法对无尾翼圆碟形溢油跟踪浮标进行数值仿真模拟,并对其水动力系数求解计算方法进行研究。并将无因次化的水动力系数与国外相关研究数据进行对比论证,从而验证计算方法的可行性。这对揭示水下滑翔圆碟运动特性和控制规律具有重要意义,为满足溢油浮标设计技术的改进要求,实现主动式溢油跟踪浮标的广泛应用奠定基础。
【关键词】：圆碟形浮标 运动仿真 水动力系数
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U698.7;U661.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 内外研究现状11-13
• 1.2.1 溢油跟踪浮标11-13
• 1.2.2 水下滑翔器13
• 1.3 论文主要研究内容13-15
• 第2章 建立潜器运动方程及相关简化15-31
• 2.1 引言15
• 2.2 建立船舶空间运动一般方程15-20
• 2.2.1 基本假设15
• 2.2.2 从动量定理推导平移运动三方程15-17
• 2.2.3 从动量矩定理推导旋转运动三方程17-19
• 2.2.4 六自由度空间运动方程19-20
• 2.3 水动力的泰勒级数表示20-23
• 2.3.1 水动力的函数表达20-21
• 2.3.2 水动力函数的一般泰勒级数表达式21-22
• 2.3.3 水动力函数向量的二阶泰勒展开式22-23
• 2.4 六自由度空间运动方程的向量形式23-25
• 2.4.1 基本假设23
• 2.4.2 在任意点泰勒展开的空间运动方程的向量形式23-25
• 2.5 空间运动方程在特定情况下的简化25-28
• 2.5.1 具有对称性时空间运动方程左端简化25-26
• 2.5.2 惯性水动力系数的简化26-28
• 2.6 无尾翼圆碟形浮标的空间运动方程28-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 潜体水动力导数计算方法31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 CFD技术基本方程31-33
• 3.2.1 控制方程31-32
• 3.2.2 方程的离散32-33
• 3.3 圆碟体水动力系数的计算与分析33-37
• 3.3.1 计算方法33-34
• 3.3.2 椭球体计算结果与分析34-35
• 3.3.3 圆碟体水动力系数计算方法35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 圆碟形浮标的数值模拟38-53
• 4.1 引言38
• 4.2 模型简介38-39
• 4.3 FLUENT简介39-40
• 4.4 船舶CFD技术40-44
• 4.4.1 控制方程40-42
• 4.4.2 湍流模型42-44
• 4.5 网格划分与FLUENT设置44-50
• 4.5.1 网格划分及边界条件定义44-46
• 4.5.2 FLUENT设置46-50
• 4.6 MATLAB简介50-51
• 4.7 MATLAB的曲线拟合51-52
• 4.8 本章小结52-53
• 第5章 无尾翼圆碟形浮标数值分析53-86
• 5.1 引言53
• 5.2 计算结果53-66
• 5.2.1 纯横荡运动计算结果53-56
• 5.2.2 纯垂荡运动计算结果56-58
• 5.2.3 纯横摇运动计算结果58-61
• 5.2.4 纯纵摇运动计算结果61-63
• 5.2.5 纯艏摇运动计算结果63-66
• 5.3 离散点的数值分析及曲线拟合66-83
• 5.3.1 纯横荡运动分析及拟合66-69
• 5.3.2 纯垂荡运动分析及拟合69-72
• 5.3.3 纯横摇运动分析及拟合72-75
• 5.3.4 纯纵摇运动分析及拟合75-79
• 5.3.5 纯艏摇运动分析及拟合79-83
• 5.4 数据整理及总结83-85
• 5.4.1 无因次化对比83
• 5.4.2 水动力系数汇总83-85
• 5.4.3 水动力系数拟合分析总结85
• 5.5 本章小结85-86
• 结论86-88
• 参考文献88-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：400787