基于CFD的水下直升机水动力及运动稳定性能的研究
发布时间：2020-12-30 13:11
近年来,人们对于能源的需求越来越大,在陆地上资源逐渐短缺的情况下,对蕴藏丰富资源的海洋的探索与开发成为了各个国家关注的焦点。智能水下机器人由于可以代替人工进行海底资源的开发、海底区域的巡航与探测、海底救援与打捞等工作,在民用和军用方面受到了人们的高度重视。由于海底地形复杂并且会有海流的干扰,因此开发一种稳定性和操纵性俱佳的水下机器人成为了人们研究的一个重要方向。本文提出了一种新型的水下机器人-水下直升机,并将其作为研究对象。水下直升机由于其圆碟形的艇体结构而具有全周转向以及精确起降和着底等特点。由于水下直升机是在水下工作,因而其水动力性能便成为设计和优化过程中首要考虑的因素之一。围绕水下直升机的水动力性能这一研究目标,本文的研究内容可以归纳为:首先,水下直升机由于在海底工作时只能携带有限的能源,因此需要根据其所携带的电池电量计算出其航程,航程主要取决于航行中的阻力、电池电量以及螺旋桨的效率。本文采用计算流体力学（CFD）方法对水下直升机的阻力以及螺旋桨的水动力性能进行了计算得出了水下直升机航程与速度的变化曲线。此外,为了分析不同姿态的运动,本文对水下直升机在不同攻角以及漂角下的水动力进...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３日本九州大学研究的ＬＵＮＡ碟形水下潜器??
依靠自身的能量，创造了水下航行器的记录。??＿＿＿??图１．１?Ｓｅａｇｌｉｄｅｒ工作示意图??近几年，国外单位比如日本九州大学、美国Ｗｅｂｂ公司等在碟形水下机器人??方面开展了多项研究，主要集中在碟形水下滑翔机的理论研究和实际应用探索。??其中美国Ｗｅｂｂ公司开发了名为Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔机，具有水下滑翔和坐底??测量功能，便于长时间大量测量数据的获取，２００３年开发成功，如图１．２所示。??图１．２美国Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔机??曰本九州大学研制了一款碟形水下潜器，丼研究了其虚拟系泊方式，然后通??过水池试验等方式，研?
方面开展了多项研究，主要集中在碟形水下滑翔机的理论研究和实际应用探索。??其中美国Ｗｅｂｂ公司开发了名为Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔机，具有水下滑翔和坐底??测量功能，便于长时间大量测量数据的获取，２００３年开发成功，如图１．２所示。??图１．２美国Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔机??曰本九州大学研制了一款碟形水下潜器，丼研究了其虚拟系泊方式，然后通??过水池试验等方式，研究了该潜器的水动力特性并公布了其研究的碟形水动力系??数。其样机与研究方式如图１．３、图１．４所示。??图１．３日本九州大学研究的ＬＵＮＡ碟形水下潜器??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际大洋中脊第三个十年科学计划介绍(2014—2023)[J]. 马乐天,李家彪,陈永顺. 海洋地质与第四纪地质. 2015(05)
[2]国际大洋发现计划IODP349航次[J]. 李春峰,宋晓晓. 上海国土资源. 2014(02)
[3]浅论海洋环境保护对我国构建海洋强国战略的重要意义[J]. 马凤媛. 法制与社会. 2014(12)
[4]潜艇搭载AUV回收过程中水动力干扰预报[J]. 苏玉民,赵金鑫,张磊,崔桐. 华中科技大学学报(自然科学版). 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,张艾群,金文明,陈琦,田宇,刘崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遥控水下机器人北极冰下导航[J]. 李硕,曾俊宝,王越超. 机器人. 2011(04)
[8]能耗最优的水下滑翔机采样路径规划[J]. 朱心科,俞建成,王晓辉. 机器人. 2011(03)
[9]CFD在潜艇外形方案比较中的应用[J]. 张怀新,潘雨村. 船舶力学. 2006(04)
[10]圆碟形潜水器阻力性能研究[J]. 张怀新,潘雨村. 上海交通大学学报. 2006(06)
博士论文
[1]新型碟形水下机器人及其航姿预测控制系统研究[D]. 王天.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]基于CFD方法的POD吊舱式集装箱船水动力性能研究[D]. 康登登.浙江大学 2016
[2]海底地形及海底管道对AUV水动力性能干扰分析[D]. 刘铁生.哈尔滨工程大学 2015
[3]长航程潜水器运动建模与仿真技术研究[D]. 向东.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：2947700
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３日本九州大学研究的ＬＵＮＡ碟形水下潜器??
依靠自身的能量，创造了水下航行器的记录。??＿＿＿??图１．１?Ｓｅａｇｌｉｄｅｒ工作示意图??近几年，国外单位比如日本九州大学、美国Ｗｅｂｂ公司等在碟形水下机器人??方面开展了多项研究，主要集中在碟形水下滑翔机的理论研究和实际应用探索。??其中美国Ｗｅｂｂ公司开发了名为Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔机，具有水下滑翔和坐底??测量功能，便于长时间大量测量数据的获取，２００３年开发成功，如图１．２所示。??图１．２美国Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔机??曰本九州大学研制了一款碟形水下潜器，丼研究了其虚拟系泊方式，然后通??过水池试验等方式，研?
方面开展了多项研究，主要集中在碟形水下滑翔机的理论研究和实际应用探索。??其中美国Ｗｅｂｂ公司开发了名为Ｄｉｓｃｕｚ的水下碟形滑翔机，具有水下滑翔和坐底??测量功能，便于长时间大量测量数据的获取，２００３年开发成功，如图１．２所示。??图１．２美国Ｗｅｂｂ公司研制的碟形水下滑翔机??曰本九州大学研制了一款碟形水下潜器，丼研究了其虚拟系泊方式，然后通??过水池试验等方式，研究了该潜器的水动力特性并公布了其研究的碟形水动力系??数。其样机与研究方式如图１．３、图１．４所示。??图１．３日本九州大学研究的ＬＵＮＡ碟形水下潜器??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际大洋中脊第三个十年科学计划介绍(2014—2023)[J]. 马乐天,李家彪,陈永顺. 海洋地质与第四纪地质. 2015(05)
[2]国际大洋发现计划IODP349航次[J]. 李春峰,宋晓晓. 上海国土资源. 2014(02)
[3]浅论海洋环境保护对我国构建海洋强国战略的重要意义[J]. 马凤媛. 法制与社会. 2014(12)
[4]潜艇搭载AUV回收过程中水动力干扰预报[J]. 苏玉民,赵金鑫,张磊,崔桐. 华中科技大学学报(自然科学版). 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,张艾群,金文明,陈琦,田宇,刘崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
[7]自治/遥控水下机器人北极冰下导航[J]. 李硕,曾俊宝,王越超. 机器人. 2011(04)
[8]能耗最优的水下滑翔机采样路径规划[J]. 朱心科,俞建成,王晓辉. 机器人. 2011(03)
[9]CFD在潜艇外形方案比较中的应用[J]. 张怀新,潘雨村. 船舶力学. 2006(04)
[10]圆碟形潜水器阻力性能研究[J]. 张怀新,潘雨村. 上海交通大学学报. 2006(06)
博士论文
[1]新型碟形水下机器人及其航姿预测控制系统研究[D]. 王天.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]基于CFD方法的POD吊舱式集装箱船水动力性能研究[D]. 康登登.浙江大学 2016
[2]海底地形及海底管道对AUV水动力性能干扰分析[D]. 刘铁生.哈尔滨工程大学 2015
[3]长航程潜水器运动建模与仿真技术研究[D]. 向东.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：2947700
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