波浪能滑翔机水动力性能研究及样机研制
发布时间：2021-07-24 13:53
波浪能滑翔机是一种完全依靠波浪能作为驱动力的新型移动海洋环境监测平台。论文致力于波浪能滑翔机的水动力性能研究及样机研制。为了解决现有波浪能滑翔机在克服诸多假设条件下的水动力性能研究的难题,尤其是串列水翼被动俯仰转动下推进性能的参数化研究,论文首先建立波浪能滑翔机水动力仿真模型,提出了一种联合Fine/Marine和STAR-CCM+软件的水动力性能数值迭代求解方法。利用该方法,仿真计算了波浪能滑翔机在规则波下的水动力性能,分析了波浪能滑翔机的运动规律和影响因素。针对串列水翼被动俯仰转动推进性能的系统研究,通过改变水翼转轴位置、扭转弹簧刚度、水翼振荡幅度等参数,拓展了串列水翼被动俯仰转动的参数化研究,得到串列水翼获取更优的推进性能时所需的扭转弹簧刚度、水翼转轴位置等参数。基于仿真研究结果,研制了样机,并在水池模拟与一级海况等效有义波高的规则波,开展样机在规则波中的航行试验。本文研究表明:波浪能滑翔机水动力仿真模型可同时描述水面船在波浪中运动、水下驱动机构牵引水面船运动以及串列水翼被动俯仰转动;仿真分析表明,水面船在波浪中受到的水平波浪力和串列水翼被动俯仰转动规律是影响波浪能滑翔机推进性能...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
波浪能滑翔机工作原理示意图
- 3 -图 1-2 波浪能滑翔机 SV2 型号Fig. 1-2 Wave glider SV2 model究现状浪能滑翔机主要聚焦在波浪能滑翔机的运动性究，采用数值模拟计算和试验方法研究。滑翔机研究现状波浪能滑翔机样机经过海试验证该平台的可靠Liquid Robotics 公司商业研发机密以及作为美开发表的研究文献较少，目前文献中大部分介
航速；通过分析运动机理得出由波谷到波峰的向上运动中波浪产等于水分子圆周运动加速度产生的加速度力，而当由波峰向波谷 1 级以上的浪就可以带动水面浮体向前航行。徐伟[68]等采用商件 FRIENDSHIP 对水面船进行了改进设计，降低水面船的静水水翼剖面分别采用 NACA0006 和 NACA0010 翼型，改变水m~30mm）和水翼旋转角度（20°~70°），采用商业流体计算软件计算六对串列水翼翼的驱动力，结果表明，水翼间距 20mm 和最5o为推进最优配置组合。丁乃蓬[69]采用商业流体计算软件 CF0012 翼型的升阻比，通过数学计算软件 MATLAB 对水翼数值仿力；此外，论文还对水翼的选材、机构选材和缆绳设计等进行对水翼的结构稳定性分析。张成翊[70]等研究水面船和水下驱动机机理，将缆绳离散多段分析，建立波浪滑翔机动力平衡方程AB 软件求解运动方程，数值计算表明波浪能滑翔机的前进速度化；水下驱动机构的前进速度随着波高增大而增大；缆绳长度相可更加迅速传递运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋牧场的监测研究[J]. 王篮仪,黄叶余. 科技创新与应用. 2019(06)
[2]遥感技术在海洋灾害监测中的应用[J]. 邹斌,林明森,石立坚,邹亚荣,贾永君,曾韬. 城市与减灾. 2018(06)
[3]基于海洋环境监测与现代传感器技术的研究[J]. 张小磊. 中国新通信. 2018(20)
[4]波浪能滑翔器走航式波浪要素测量试验分析[J]. 史健,齐占辉,秦玉峰,齐占峰,洪学武,胡滕艳. 海洋技术学报. 2018(05)
[5]走航式海洋观测平台设计及其初步应用[J]. 孙兆华,曹文熙,黄健龙,周璇,李晓伟,邹国旺. 热带海洋学报. 2018(05)
[6]朗缪尔探针可展机构双扭弹簧设计[J]. 林小军,杨永萍,刘哲,刘海波. 化工机械. 2018(03)
[7]利用Fluent仿真分析波浪滑翔器的水动力性能[J]. 胡滕艳,孙秀军,王兵振,齐占峰,秦玉峰,史健. 海洋技术学报. 2018(03)
[8]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)
[9]台风海域实时海洋监测及其应用研究综述[J]. 曹敏杰,刘增宏,王振峰,许建平. 气象科技进展. 2017(04)
[10]无人机海洋观测系统集成技术研究[J]. 王军锋,邓豪,魏育成,徐成华. 舰船科学技术. 2017(09)
博士论文
[1]多节漂浮式波浪能转换装置水动力性能研究[D]. 李彪.大连海事大学 2017
硕士论文
[1]海洋牧场智能监测与对象识别的研究[D]. 王德宇.大连理工大学 2018
[2]多参数海洋浮标监测系统研究[D]. 李晴.上海海洋大学 2017
[3]波浪滑翔机动力学建模及运动分析[D]. 薄玉清.沈阳工业大学 2017
[4]基于卫星和现场观测对海洋中小尺度流动特性的研究[D]. 王思源.大连海洋大学 2017
[5]星载波谱仪海浪方向谱反演仿真研究[D]. 孟齐辉.华中科技大学 2017
[6]新型仿生波浪能滑翔器的设计与研究[D]. 杜照鹏.青岛科技大学 2017
[7]波浪滑翔器潜体水动力性能分析[D]. 严日华.哈尔滨工程大学 2017
[8]传感器技术在海洋水质检测中的应用研究[D]. 刘骏.大连海洋大学 2016
[9]波浪驱动滑翔器工作机理分析与水下滑翔体的结构设计[D]. 丁乃蓬.浙江大学 2015
[10]波浪滑翔机的水动力分析[D]. 胡合文.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3300778
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
波浪能滑翔机工作原理示意图
- 3 -图 1-2 波浪能滑翔机 SV2 型号Fig. 1-2 Wave glider SV2 model究现状浪能滑翔机主要聚焦在波浪能滑翔机的运动性究，采用数值模拟计算和试验方法研究。滑翔机研究现状波浪能滑翔机样机经过海试验证该平台的可靠Liquid Robotics 公司商业研发机密以及作为美开发表的研究文献较少，目前文献中大部分介
航速；通过分析运动机理得出由波谷到波峰的向上运动中波浪产等于水分子圆周运动加速度产生的加速度力，而当由波峰向波谷 1 级以上的浪就可以带动水面浮体向前航行。徐伟[68]等采用商件 FRIENDSHIP 对水面船进行了改进设计，降低水面船的静水水翼剖面分别采用 NACA0006 和 NACA0010 翼型，改变水m~30mm）和水翼旋转角度（20°~70°），采用商业流体计算软件计算六对串列水翼翼的驱动力，结果表明，水翼间距 20mm 和最5o为推进最优配置组合。丁乃蓬[69]采用商业流体计算软件 CF0012 翼型的升阻比，通过数学计算软件 MATLAB 对水翼数值仿力；此外，论文还对水翼的选材、机构选材和缆绳设计等进行对水翼的结构稳定性分析。张成翊[70]等研究水面船和水下驱动机机理，将缆绳离散多段分析，建立波浪滑翔机动力平衡方程AB 软件求解运动方程，数值计算表明波浪能滑翔机的前进速度化；水下驱动机构的前进速度随着波高增大而增大；缆绳长度相可更加迅速传递运动。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋牧场的监测研究[J]. 王篮仪,黄叶余. 科技创新与应用. 2019(06)
[2]遥感技术在海洋灾害监测中的应用[J]. 邹斌,林明森,石立坚,邹亚荣,贾永君,曾韬. 城市与减灾. 2018(06)
[3]基于海洋环境监测与现代传感器技术的研究[J]. 张小磊. 中国新通信. 2018(20)
[4]波浪能滑翔器走航式波浪要素测量试验分析[J]. 史健,齐占辉,秦玉峰,齐占峰,洪学武,胡滕艳. 海洋技术学报. 2018(05)
[5]走航式海洋观测平台设计及其初步应用[J]. 孙兆华,曹文熙,黄健龙,周璇,李晓伟,邹国旺. 热带海洋学报. 2018(05)
[6]朗缪尔探针可展机构双扭弹簧设计[J]. 林小军,杨永萍,刘哲,刘海波. 化工机械. 2018(03)
[7]利用Fluent仿真分析波浪滑翔器的水动力性能[J]. 胡滕艳,孙秀军,王兵振,齐占峰,秦玉峰,史健. 海洋技术学报. 2018(03)
[8]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)
[9]台风海域实时海洋监测及其应用研究综述[J]. 曹敏杰,刘增宏,王振峰,许建平. 气象科技进展. 2017(04)
[10]无人机海洋观测系统集成技术研究[J]. 王军锋,邓豪,魏育成,徐成华. 舰船科学技术. 2017(09)
博士论文
[1]多节漂浮式波浪能转换装置水动力性能研究[D]. 李彪.大连海事大学 2017
硕士论文
[1]海洋牧场智能监测与对象识别的研究[D]. 王德宇.大连理工大学 2018
[2]多参数海洋浮标监测系统研究[D]. 李晴.上海海洋大学 2017
[3]波浪滑翔机动力学建模及运动分析[D]. 薄玉清.沈阳工业大学 2017
[4]基于卫星和现场观测对海洋中小尺度流动特性的研究[D]. 王思源.大连海洋大学 2017
[5]星载波谱仪海浪方向谱反演仿真研究[D]. 孟齐辉.华中科技大学 2017
[6]新型仿生波浪能滑翔器的设计与研究[D]. 杜照鹏.青岛科技大学 2017
[7]波浪滑翔器潜体水动力性能分析[D]. 严日华.哈尔滨工程大学 2017
[8]传感器技术在海洋水质检测中的应用研究[D]. 刘骏.大连海洋大学 2016
[9]波浪驱动滑翔器工作机理分析与水下滑翔体的结构设计[D]. 丁乃蓬.浙江大学 2015
[10]波浪滑翔机的水动力分析[D]. 胡合文.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3300778
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