小型无毂推进器结构设计及螺旋桨构型研究

发布时间：2023-03-10 21:10

　　作为水下机器人的动力源,推进器的性能影响到机器的整体性能。本文首先对推进器总体结构进行设计。根据不同螺旋桨参数如盘面比,螺距比,侧斜角,纵倾角等对水动力学性能的影响规律,确定螺旋桨的主要设计参数。在螺旋桨建模过程中,充分运用曲面建模的方法,采用图谱法设计方法,将二维型值点坐标通过坐标转换公式得到三维空间坐标,并同时考虑到桨叶厚度变化的影响,设计一种新的厚度变化曲线。最后经过插入曲线,缝合曲面,构造实体等建立螺旋桨桨叶三维模型。开展了无毂桨数值计算方法验证与仿真工作。进行根据导管螺旋桨的数值仿真结果及试验结果验证仿真方法的正确性和可行性。采用不同湍流模型,比较湍流模型对于仿真结果的影响,结果显示RSM湍流模型下所计算的值与试验值最为接近,计算值与试验值吻合性较好,说明此模型具有较好地计算精度。建立四叶无毂式螺旋桨的数值仿真模型,通过对模型网格的不确定度分析,分析网格划分密度对仿真结果的影响。通过建立较优的仿真模型,分析尾流与螺旋桨表面压力及轮缘对于螺旋桨流线的影响。通过对螺旋桨正反运动的数据对比,发现正转桨的桨内速度较为紊乱,而反转桨的内部流速则成规律排列,这是因为,正反转的方向不同,使...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 螺旋桨三维建模的研究现状
        1.2.2 螺旋桨水动力性能研究现状
        1.2.3 无毂推进器的发展概况
    1.3 主要研究内容
2 小型无毂推进器结构设计
    2.1 总体结构及设计原理
    2.2 电机的选择与安装
    2.3 桨叶设计参数的选择
    2.4 本章小结
3 无毂式螺旋桨建模方法
    3.1 无毂式螺旋桨建模流程
    3.2 桨叶型值点计算方法
    3.3 无毂式螺旋桨三维模型
    3.4 本章小结
4 无毂式螺旋桨数值计算方法验证及仿真
    4.1 数值计算方法概述
    4.2 数值计算方法验证
        4.2.1 导管螺旋桨流场划分
        4.2.2 导管螺旋桨的数值计算模型
        4.2.3 导管螺旋桨的数值仿真与验证
        4.2.4 不同湍流模型中导管螺旋桨的水动力性能
    4.3 无毂式螺旋桨数值仿真
    4.4 无毂式螺旋桨不确定度分析
        4.4.1 不确定度的检验
        4.4.2 不确定度的确认
    4.5 螺旋桨尾流及桨叶表面压力分布
    4.6 正反转的水动力性能分析
    4.7 本章小结
5 无毂式螺旋桨构型仿真分析
    5.1 桨叶数对水动力性能的影响分析
    5.2 内梢圆直径比对水动力性能的影响
    5.3 有毂式与无毂式水动力性能对比分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3758568