本文選題：混合驅(qū)動　切入點：水下滑翔器　出處：《中國艦船研究院》2016年碩士論文

【摘要】：混合驅(qū)動水下滑翔器是一種在水下滑翔器技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的新型水下航行器,它結(jié)合了水下滑翔器和AUV的優(yōu)點:巡航時以無動力滑翔作為主要運動模式,具有長航程、長續(xù)航時間以及良好的隱蔽性;需要時可使用動力推進(jìn)模式,具有良好的快速機(jī)動性能和環(huán)境適應(yīng)能力。它克服了傳統(tǒng)水下滑翔器的局限性,在海洋環(huán)境探測、海洋科學(xué)考察以及軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。本文從能耗的角度,建立了一種基于運輸經(jīng)濟(jì)性的水下滑翔器滑翔效率綜合評價指標(biāo)。應(yīng)用所建立的評價指標(biāo),首先分析了浮力式水下滑翔器的滑翔姿態(tài)對滑翔效率的影響,得出了水下滑翔器的最優(yōu)滑翔姿態(tài)。然后分析了螺旋槳轉(zhuǎn)動模式對混合驅(qū)動水下滑翔器滑翔效率的影響,結(jié)果表明,螺旋槳在水流的作用下轉(zhuǎn)動會降低滑翔器的能耗,增大航程。而螺旋槳若以一個合適的較低的轉(zhuǎn)速主動轉(zhuǎn)動,則滑翔器將會獲得更高的滑翔效率及航程。所需水動力系數(shù)通過CFD數(shù)值方法獲得,其中螺旋槳的水動力系數(shù)采用滑移網(wǎng)格技術(shù)獲得。分析了水平滑翔翼、螺旋槳布局形式等對滑翔器水動力性能的影響,建立了混合驅(qū)動水下滑翔器水動力布局設(shè)計方法,提出了相應(yīng)設(shè)計方案。建立了考慮海洋環(huán)境影響的混合驅(qū)動水下滑翔器操縱運動數(shù)學(xué)模型,計算研究了混合驅(qū)動水下滑翔器設(shè)計方案在考慮海水密度變化和艇體壓縮的垂直面和水平面操縱運動、以及滑翔模式與定深推進(jìn)模式的切換。計算結(jié)果表明本文研究的混合驅(qū)動水下滑翔器具有良好的機(jī)動性能。
[Abstract]:Hybrid drive underwater glider is a new type of underwater vehicle developed on the basis of underwater glider technology. It combines the advantages of underwater glider and AUV. Long duration and good concealment; can use dynamic propulsion mode when needed, with good rapid maneuverability and environmental adaptability. It overcomes the limitations of traditional underwater glider and detects in marine environment. In this paper, a comprehensive evaluation index of gliding efficiency of underwater glider based on transportation economy is established from the point of view of energy consumption. Firstly, the effect of gliding attitude of buoyant underwater glider on gliding efficiency is analyzed, and the optimal gliding attitude of underwater glider is obtained, and then the effect of propeller rotation mode on the gliding efficiency of hybrid drive underwater glider is analyzed. The results show that the rotation of propeller under the action of water will reduce the energy consumption of the glider and increase the range. The required hydrodynamic coefficients are obtained by CFD numerical method, in which the hydrodynamic coefficients of propeller are obtained by sliding grid technique. Based on the influence of propeller layout on hydrodynamic performance of glider, the hydrodynamic layout design method of hybrid drive underwater glider is established. A mathematical model of the maneuvering motion of a hybrid driven underwater glider considering the influence of marine environment is proposed. The vertical plane and horizontal motion of the hybrid driven underwater glider with the consideration of the variation of sea water density and the compression of the hull are calculated and studied. The results show that the hybrid driving underwater glider has good maneuverability.
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.941

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本文編號：1667814