水下机器人导管螺旋浆设计与优化

发布时间：2021-12-29 00:16

　　水下机器人广泛应用于探测、打捞、采样、采矿等方面,尤其是在深海采矿作业方面具有重要的意义。螺旋桨作为水下机器人的重要核心部件,其水下推进效率的高低,直接影响作业机器人的整体性能和可靠性。因此,对螺旋桨的结构进行优化设计,提高推进效率和可靠性,具有较大的工程价值和重要的意义。本文根据水下机器人实际工况,利用图谱法对螺旋桨叶进行了参数化设计,并建立螺旋桨几何模型;同时,利用Standard的k-?湍流模型,计算出该模型在不同水压状态下螺旋桨叶压力分布形式;利用MRF流域分析模型,计算出该模型在不同进速系数下对应的敞水系数值,并对螺旋桨敞水性能进行数值模拟,计算结果表明模拟结果有着较高的精度,可用于后续的仿真分析。由于不同型号导管对螺旋桨的敞水性能影响较大,本文对螺旋桨水下直航、斜航以及后退的三种运动模式进行了仿真模拟,经对比分析确定导管型号为JD7704,从而确定了导管螺旋桨的结构方案。为了提高导管螺旋桨的敞水效率以及螺旋桨推力,本文提出了一种基于BP神经网络的性能优化模型。采用拉丁超立方试验方法来对导管螺旋桨的尺寸参数进行相关性分析,并确定对导管螺旋桨性能影响较大的结构参数。根据Flue... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

海沟号水下机器人

Seaeye型水下机器人

Barracuda型水下机器人

【参考文献】：
期刊论文
[1]深度神经网络在螺旋桨叶片数识别中的应用[J]. 刘振,邱家兴,程玉胜.  声学技术. 2019(04)
[2]基于升力面理论的螺旋桨预旋定子优化[J]. 韩聪,傅慧萍,马宁.  哈尔滨工程大学学报. 2018(11)
[3]复合材料螺旋桨结构多目标优化设计[J]. 张碧辉,李喜乐,周波.  航空工程进展. 2018(01)
[4]无空化导管桨的极限效率分析[J]. 周军伟,李福正,梅蕾.  哈尔滨工业大学学报. 2017(04)
[5]Numerical estimation of bank-propeller-hull interaction effect on ship manoeuvring using CFD method[J]. S.Kaidi,H.Smaoui,P.Sergent.  Journal of Hydrodynamics. 2017(01)
[6]导管螺旋桨水动力响应特性的初步分析[J]. 周军伟,李福正,郭彬.  船舶工程. 2016(10)
[7]大螺距对转导管螺旋桨的水动力分析[J]. 梅蕾,周军伟,倪豪良.  中国舰船研究. 2016(05)
[8]近似模型方法在螺旋桨优化设计中的应用[J]. 叶礼裕,王超,孙文林,张洪雨.  上海交通大学学报. 2016(08)
[9]基于CFD方法的消涡轮节能效果评估与机理分析[J]. 高德宝,刘登成,周伟新.  中国造船. 2016(01)
[10]叶梢与内壁间隙对导管螺旋桨水动力性能的影响[J]. 张文璨,董国祥,陈伟民,任海奎.  上海船舶运输科学研究所学报. 2015(04)

硕士论文
[1]基于CFD的导管串列螺旋桨敞水性能研究[D]. 谌月姣.湘潭大学 2015
[2]全回转螺旋桨的水动力性能数值分析[D]. 顾鑫.江苏科技大学 2015
[3]人工神经网络在响应曲面法实验优化设计中的应用研究[D]. 张晶.青海师范大学 2014
[4]基于遗传算法的螺旋桨优化设计研究[D]. 莫涛.哈尔滨工程大学 2014
[5]深海无人潜器高效推进器的设计研究[D]. 王同苏.哈尔滨工程大学 2012
[6]导管螺旋桨水动力性能和船尾伴流场的CFD模拟[D]. 赵强.武汉理工大学 2011



本文编号：3555011