波浪滑翔机器人的水动力分析与计算
发布时间：2022-07-09 16:19
波浪滑翔机器人是一种新型的无人自主水面移动机器人,由水面浮体、水下滑翔体和柔性缆绳三部分组成。它不需要外界提供动能,通过水翼的摆动将波浪能转化为前进的动能,续航能力强,可以实现长时间在海洋中自主航行,且还具有噪音低、维护与制造成本低、工作周期长、可靠度高和可重复利用的优势,通过搭载不同类型的传感器,可以实现资源探测、环境监测、军事侦察等各方面功能,属于利用海洋能的创新型机器人,在军事和民用领域都有着非常重要的研究意义和使用价值。介绍了波浪滑翔器人的结构组成,在理论分析的基础上,提出水面浮体、水下滑翔体和缆绳的设计要求,分析了波浪滑翔机器人的工作机理。对缆绳进行非线性动力学建模,得到了缆绳的动力学方程。确定NACA0012翼型作为水下滑翔体水翼的翼型使用,给出基于升力及阻力系数的水翼推力计算方法。分析了攻角对水翼水平推力的影响,得到了水平推力与攻角之间的变化规律,确定水翼最佳攻角为14°,提出水翼最佳偏转角的计算方法。分析了水翼间距对水动力性能的影响,结果表明在一定范围内适当增加水翼间距可以提高水下滑翔体的水平推力。对波浪滑翔机器人的三维有航速浮体进行频域和时域分析,建立了三维有航速浮体...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 研究意义
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第2章 波浪滑翔机器人的工作机理
2.1 波浪滑翔机器人的结构组成
2.1.1 水面浮体
2.1.2 水下滑翔体
2.1.3 缆绳
2.2 波浪滑翔机器人的运动过程
2.2.1 上升阶段
2.2.2 下降阶段
2.2.3 过渡阶段
2.3 本章小结
第3章 水下滑翔体与缆绳的动力学分析与计算
3.1 缆绳的非线性动力学建模
3.2 水下滑翔体的水动力分析与计算
3.2.1 翼型选择
3.2.2 水翼的水动力分析与计算
3.3 本章小结
第4章 三维有航速浮体的频域分析
4.1 有航速浮体的辐射问题
4.1.1 辐射问题的频域数学模型
4.1.2 辐射问题的频域数值计算
4.2 有航速浮体的绕射问题
4.2.1 绕射问题的频域数学模型
4.2.2 绕射问题的频域数值计算
4.3 本章小结
第5章 三维有航速浮体的时域分析
5.1 波浪理论
5.2 有航速浮体的辐射问题
5.2.1 辐射问题的时域数学模型
5.2.2 辐射问题分析与计算
5.3 有航速浮体的绕射问题
5.3.1 绕射问题的时域数学模型
5.3.2 绕射问题分析与计算
5.4 有航速浮体运动响应时域计算方法
5.5 风、浪、流共同作用下的有航速浮体运动响应计算
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下滑翔机技术发展现状与展望[J]. 沈新蕊,王延辉,杨绍琼,梁岩,李昊璋. 水下无人系统学报. 2018(02)
[2]波浪滑翔器技术的回顾与展望[J]. 廖煜雷,李晔,刘涛,李一鸣,王磊峰,姜权权. 哈尔滨工程大学学报. 2016(09)
[3]由海洋环境要素预估波浪滑翔器速度[J]. 吴小涛. 水雷战与舰船防护. 2015(01)
[4]波浪驱动的水面波力滑翔机研究现状及应用[J]. 徐春莺,陈家旺,郑炳焕. 海洋技术学报. 2014(02)
[5]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)
[6]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)
[7]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)
[8]我国海洋资源开发利用现状及趋势[J]. 郑苗壮,刘岩,李明杰,丘君. 海洋开发与管理. 2013(12)
[9]国外无人潜器最新进展[J]. 刘正元,王磊,崔维成. 船舶力学. 2011(10)
[10]我国海洋资源综合实力评价研究[J]. 殷克东,黄娜,王冰. 海洋开发与管理. 2011(09)
博士论文
[1]基于海洋可持续发展的中国海洋科技创新战略研究[D]. 倪国江.中国海洋大学 2010
[2]仿金枪鱼摆动尾鳍的水动力性能与推进机理研究[D]. 杨亮.哈尔滨工程大学 2009
[3]仿生水下机器人仿真与控制技术研究[D]. 成巍.哈尔滨工程大学 2004
硕士论文
[1]波浪滑翔器动力学分析及性能优化[D]. 李灿.天津工业大学 2018
[2]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
[3]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
[4]波浪滑翔器的浮体阻力及运动性能分析研究[D]. 付诚翔.哈尔滨工程大学 2017
[5]波浪能推进水面航行器的路径规划问题研究[D]. 周宏祥.浙江大学 2016
[6]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
[7]波浪滑翔机的水动力分析[D]. 胡合文.哈尔滨工程大学 2015
[8]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
[9]波浪滑翔器动力学建模及其仿真研究[D]. 李小涛.中国舰船研究院 2014
本文编号：3657429
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 研究意义
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第2章 波浪滑翔机器人的工作机理
2.1 波浪滑翔机器人的结构组成
2.1.1 水面浮体
2.1.2 水下滑翔体
2.1.3 缆绳
2.2 波浪滑翔机器人的运动过程
2.2.1 上升阶段
2.2.2 下降阶段
2.2.3 过渡阶段
2.3 本章小结
第3章 水下滑翔体与缆绳的动力学分析与计算
3.1 缆绳的非线性动力学建模
3.2 水下滑翔体的水动力分析与计算
3.2.1 翼型选择
3.2.2 水翼的水动力分析与计算
3.3 本章小结
第4章 三维有航速浮体的频域分析
4.1 有航速浮体的辐射问题
4.1.1 辐射问题的频域数学模型
4.1.2 辐射问题的频域数值计算
4.2 有航速浮体的绕射问题
4.2.1 绕射问题的频域数学模型
4.2.2 绕射问题的频域数值计算
4.3 本章小结
第5章 三维有航速浮体的时域分析
5.1 波浪理论
5.2 有航速浮体的辐射问题
5.2.1 辐射问题的时域数学模型
5.2.2 辐射问题分析与计算
5.3 有航速浮体的绕射问题
5.3.1 绕射问题的时域数学模型
5.3.2 绕射问题分析与计算
5.4 有航速浮体运动响应时域计算方法
5.5 风、浪、流共同作用下的有航速浮体运动响应计算
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下滑翔机技术发展现状与展望[J]. 沈新蕊,王延辉,杨绍琼,梁岩,李昊璋. 水下无人系统学报. 2018(02)
[2]波浪滑翔器技术的回顾与展望[J]. 廖煜雷,李晔,刘涛,李一鸣,王磊峰,姜权权. 哈尔滨工程大学学报. 2016(09)
[3]由海洋环境要素预估波浪滑翔器速度[J]. 吴小涛. 水雷战与舰船防护. 2015(01)
[4]波浪驱动的水面波力滑翔机研究现状及应用[J]. 徐春莺,陈家旺,郑炳焕. 海洋技术学报. 2014(02)
[5]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)
[6]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)
[7]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)
[8]我国海洋资源开发利用现状及趋势[J]. 郑苗壮,刘岩,李明杰,丘君. 海洋开发与管理. 2013(12)
[9]国外无人潜器最新进展[J]. 刘正元,王磊,崔维成. 船舶力学. 2011(10)
[10]我国海洋资源综合实力评价研究[J]. 殷克东,黄娜,王冰. 海洋开发与管理. 2011(09)
博士论文
[1]基于海洋可持续发展的中国海洋科技创新战略研究[D]. 倪国江.中国海洋大学 2010
[2]仿金枪鱼摆动尾鳍的水动力性能与推进机理研究[D]. 杨亮.哈尔滨工程大学 2009
[3]仿生水下机器人仿真与控制技术研究[D]. 成巍.哈尔滨工程大学 2004
硕士论文
[1]波浪滑翔器动力学分析及性能优化[D]. 李灿.天津工业大学 2018
[2]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
[3]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
[4]波浪滑翔器的浮体阻力及运动性能分析研究[D]. 付诚翔.哈尔滨工程大学 2017
[5]波浪能推进水面航行器的路径规划问题研究[D]. 周宏祥.浙江大学 2016
[6]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
[7]波浪滑翔机的水动力分析[D]. 胡合文.哈尔滨工程大学 2015
[8]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
[9]波浪滑翔器动力学建模及其仿真研究[D]. 李小涛.中国舰船研究院 2014
本文编号：3657429
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3657429.html
