波浪滑翔机动力学建模及运动分析
本文关键词：波浪滑翔机动力学建模及运动分析 出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：波浪滑翔机是由水面浮体和水下滑翔体通过绳缆连接而成的一种新型海洋观测装备.它通过单纯的机械结构将波浪的起伏运动转化为波浪滑翔机的前进运动,解决了传统的海洋监测设备需要自带能源的弊端。其具有高续航能力和强环境适应性特点,可实现对不同海况的长时间、大范围观测任务。首先,对波浪滑翔机的组成结构进行介绍,并且提出了水面浮体、水下滑翔体以及绳缆的设计要求。基于波浪理论,对波浪滑翔机双体结构的运动原理进行分析。其次,采用Kane方法建立波浪滑翔机的动力学模型。选择合适的固定坐标系和运动坐标系,对波浪滑翔机多体系统进行运动学分析,得到其速度和加速度,同时计算偏速度和偏角速度。受力分析时,考虑了惯性力、重力、浮力以及流体动力,得到广义主动力和广义惯性力的计算公式,将结果代入Kane方程中,得到波浪滑翔机的动力学模型。该动力学模型可以求得波浪滑翔机的驱动速度,为后续的仿真分析提供理论数值基础。最后,对波浪滑翔机进行频域和时域的分析。利用水动力软件的频域模块,研究了在频域下波浪滑翔机的运动响应幅值算子的变化趋势,并且对水面浮体和波浪滑翔机整体的附加质量和辐射阻尼随频率的变化进行对比研究。在频域计算的基础上,利用时域模块对波浪滑翔机进行运动响应分析。主要研究了水面浮体垂荡和纵摇随波幅的变化情况,以及规则波波长与波幅对波浪滑翔机升沉幅度、纵摇角度、推力值及航速的影响,得到了一系列波长、波幅下各参数变化的趋势。确定了在不同波浪条件下波浪滑翔机的航行性能,为进一步研究奠定基础。
[Abstract]:In this paper , the dynamic model of wave glider is analyzed by means of simple mechanical structure . The dynamic model of wave glider is analyzed in this paper . Based on wave theory , the dynamic model of wave glider is analyzed .
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P715
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，本文编号：1365117
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