波浪滑翔机水下牵引机结构设计与分析

发布时间：2021-02-12 03:50

　　为满足对远洋环境进行长时间、大范围监测的实际需求,设计提出一种波浪动力滑翔机,该设备是一种无需携带能源即可实现自主航行的新型海洋监测平台,其主体结构由水面母船、水下牵引机和柔性缆绳三大部分组成。平台通过即时获取海洋中的波浪能、太阳能、风能作为行走的动力源,克服了传统海洋监测设备在能源供应上存在的短板。为进一步提升水下牵引机对波浪能的利用率,采用Ansys软件中的Fluent模块对水下牵引机进行水动力仿真研究,分析了侧翼板形状、侧翼板工作最大摆动角度以及侧翼板安装分布间距对滑翔机总体行走效率的影响。结果表明:NACA翼型侧翼板具有更好的水动力性能;随着最大摆动角度的增加,水下牵引机的推进效率先增大后减小,最大摆角在20°左右时,推进效果最佳;随着侧翼板分布间距的增大,水下牵引机的推进效率逐渐减小,分布间距在80 mm左右时,推进效果最佳。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(02)北大核心

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 波浪动力滑翔机
    1.1 总体结构
    1.2 工作原理
2 水下牵引机的结构设计
3 水下牵引机水动力仿真研究
    3.1 理论基础
        3.1.1 基本控制方程
        3.1.2 湍流模型
    3.2 仿真分析
        3.2.1 计算域设置和网格划分
        3.2.2 边界条件设定
        3.2.3 计算模型
    3.3 仿真结果及分析
        3.3.1 翼型的选择
        3.3.2 最大摆角确定
        3.3.3 最佳安装间距选取
4 结语


【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪动力滑翔机母船与牵引机运动传递关系[J]. 张成翊,徐雪松.  上海交通大学学报. 2018(02)
[2]波浪滑翔机的水动力性能分析[J]. 张禹,薄玉清,刘慧芳.  制造业自动化. 2017(03)
[3]波浪动力滑翔机海洋环境监测系统[J]. 杨燕,张森,史健,秦玉峰,贾立娟,齐占峰,孙秀军.  海洋技术学报. 2014(01)
[4]波浪驱动无人水面机器人运动效率分析[J]. 田宝强,俞建成,张艾群,金文明,赵文涛,陈质二.  机器人. 2014(01)
[5]波浪滑翔器原理和总体设计[J]. 李小涛,王理,吴小涛,佘湖清.  四川兵工学报. 2013(12)

硕士论文
[1]波浪滑翔机的水动力分析[D]. 胡合文.哈尔滨工程大学 2015
[2]波浪动力滑翔机双体结构工作机理与动力学行为研究[D]. 贾立娟.国家海洋技术中心 2014



本文编号：3030210