水下潜器系统中导管螺旋桨推力特性的研究

发布时间：2019-12-02 01:15

【摘要】：水下潜器系统是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统,通过水上遥控或潜器自主操作的方式,来操作机械手或者其他工具代替或辅助人去完成水下观察、摄像、打捞和施工等作业任务的装置。水下潜器要保证完成好复杂的作业和持续稳定的航行,必须拥有稳定的操控动力并且受到准确的控制,而确保这些因素最基本的一个装置就是水下潜器系统中的螺旋桨。因此很显然,对于以导管螺旋桨为主要推进和控制装置的水下潜器系统来说,水下潜器系统中螺旋桨的推力特性研究就成为决定其能否完成预定任务的一项关键性技术,正确地研究分析水下潜器系统在执行各项作业任务时不同运动状态过程中导管螺旋桨的推力特性将有助于我们更清楚的掌握水下潜器系统控制的性能和关键,为之后的水下潜器系统中导管螺旋桨的设计和水下潜器的控制提供一种优良的指导。在目前的对导管螺旋桨动力分析研究中,主要都是利用MRF模型或者滑移网格技术分析在单一方向的定常运动下导管螺旋桨旋转产生的推力,得到导管螺旋桨的敞水性特征曲线,或者通过改变来流方向,进行不同攻角工况下导管螺旋桨定常水动力研究分析。然而,这些方法都忽略了真实的水下潜器系统在非定常运动中存在的惯性力,未考虑水下潜器作非定常运动时产生的流场对导管螺旋桨推力特性的影响。本文将水下潜器组合体与所研究的导管螺旋桨组合成为一个整体,考虑它们之间的影响,研究其在水下航行作业时水下潜器组合体各部分在非定常运动条件下的流场对导管螺旋桨推力特性的影响。在进行数值模拟计算的时候,利用多重滑移网格技术,同时实现对水下潜器系统作非定常运动和导管螺旋桨各自的转动,并将这样一个组合整体结合到水下潜器系统具体的运转环境来进行计算,得到一种符合工程实际的结果。最后,根据得到的导管螺旋桨的推力特性与相应的导管内流场的分布进行研究分析,探讨转艏摆动状态下的导管螺旋桨的推力特性与导管内螺旋桨盘面流场分布的关联性。本文根据所提出的方法为手段,通过数值模拟,确定了水下潜器系统中影响导管螺旋桨推力特性的主要因素。这些因素的确定将为水下潜器系统中作为其轨迹与姿态控制机构的导管螺旋桨设计提供一种有意义的设计指导。
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水下潜器

华南理工大学硕士学位论文2图1-1 水下潜器（UV）水下潜器（UV）有着很多不同的分类方式，如图1-2，按照是否载人可分为载人水下潜器和无人水下潜器（Underwater Unmanned Vehicle，简称UUV）；按照是否需要由水面母船工作人员控制可以将其分为遥控水下潜器（Remote Operated Vehicle，简称ROV）和自主水下潜器（Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV），如图1.1所示。无人遥控水下潜器（ROV）的工作方式是由水面母船上的工作人员，通过连接潜器的脐带提供动力

水下潜器,美国

美国MAXRover带缆水下潜器（ROV）
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.941;U664.33

【参考文献】