波浪动力艇试验研究

发布时间：2017-11-12 10:11

  本文关键词：波浪动力艇试验研究

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【摘要】：波浪动力艇的研究主要是开发一套波能吸收装置，将船体从波浪中获得的摇荡动能转化为推动船前进的动力。这项波浪推进技术在工程上可用于一种不依赖化石燃料、能在海上长时间自主巡航的低速无人艇。该无人艇在波能推进机构的减摇作用下，将比同样尺度的船舶具有更好的耐波性，从而更适合应用在航线既定的海洋数据采集、监测警戒或通讯导航任务中。 本文以模型试验为主要手段。通过采集和分析模型静水阻力和波浪中自航试验的数据，研究波浪推进装置的阻力特性和波浪动力艇的整体工作性能。 论文参考现有的波浪动力船结构形式，并结合海上远程无人艇的使用要求，在原有双体快速性试验船模的基础上进行改造，为试验机构提供安装平台。根据所采用的被动式摆动水翼波浪推进原理，设计分析并制作了结构简单、调整方便的试验机构。 试验数据采集方面，波面位移用常规的有线传感器测量。为了在大范围移动且无固定运动参照物的情况下测量试验艇的运动参数，设计并组装了一套基于惯性测量原理的无线数据收发装置，可实现摇荡信号的实时测量和传输。分别应用LabVIEW和MATLAB软件，编制了数据采集和分析程序。 为估计波能推进装置产生的推力大小，，估算了船体在静水中的阻力，并分别对船体和安装了摆翼机构的试验模型整体进行了拖曳试验，得出静水阻力曲线。在模型静水阻力曲线的基础上，叠加AQWA软件计算的一阶波浪漂移力，得到波浪中的模型阻力曲线。在拖曳试验中发现推进机构产生的阻力在航速较高时增长过快，故认为本文中的波浪推进机构形式只适用于低速推进。 顶浪和随浪状态下的自航试验表明：各波浪周期下试验艇的航速均随波高线性增长，但增长的速度各不相同。两种浪向中航速均在船体摇荡最为剧烈时对波高的变化最为敏感，说明被动摆翼工作时依赖局部垂荡运动提供动力。摆翼数值仿真得出了基本正确的推力估值，显示了水翼轨迹。顶浪时纵摇运动的响应峰值较为尖锐，但总体响应函数小于随浪时的值。顶浪的垂荡响应总大于随浪。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.92

【参考文献】

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本文编号：1175459