【摘要】：空氣動力艇是一種綜合運用水動力學(xué)、空氣動力學(xué)原理,利用空氣螺旋槳推進(jìn),且不受吃水限制的兩棲船艇。其具有尺寸小、航速高、操縱靈活、結(jié)構(gòu)簡單及建造成本低等顯著的特點。濕地作為珍貴的自然資源,發(fā)揮著重要的作用,但是濕地流域情況較為復(fù)雜,如存在水流量小、航道狹窄等問題,從而導(dǎo)致其航運效率較低�？諝鈩恿νЭ梢暂^好的適應(yīng)其復(fù)雜的航運環(huán)境,為濕地生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略的實施提供有力支持。本文在參考國內(nèi)外先進(jìn)空氣動力艇艇型的基礎(chǔ)上自主建立了一款新型的空氣動力艇模型,并采用以有限體積法(FVM)為基礎(chǔ)的CFD軟件STAR-CCM+,對空氣動力艇的水、氣阻力特性進(jìn)行了初步的研究,為其艇型研發(fā)與優(yōu)化提供參考。本文回顧了空氣動力艇的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,梳理了CFD技術(shù)在空氣動力艇及其同類型船舶的流體動力學(xué)中的研究進(jìn)展�；诒疚牡难芯渴侄�,設(shè)計適合空氣動力艇艇型特點的數(shù)值計算方案,并重點對其計算域的建立、近壁面的網(wǎng)格劃分以及艇體表面的網(wǎng)格尺寸進(jìn)行闡述。通過選用國外一款已經(jīng)做過船模試驗的空氣動力艇來進(jìn)行數(shù)值模擬精度驗證,詳細(xì)說明了本文設(shè)計的數(shù)值模擬方案具有較好的計算精度及可行性。重點介紹空氣動力艇的艇型基本結(jié)構(gòu)及工作原理,選取數(shù)值計算模型,并應(yīng)用CFD技術(shù)對其阻力性能進(jìn)行了分析。通過與淺V型空氣動力艇在阻力、艇體姿態(tài)、艇體自由液面興波及艇底壓力分布情況等方面的對比,研究分析平底型和淺V型空氣動力艇在阻力性能方面的異同,說明平底型空氣動力艇在阻力性能上的優(yōu)勢。運用增量研究方法分別探討在一定范圍內(nèi)艇體長寬比、艇體重心縱向位置、艇體中縱剖面形狀及艇體艉部斜升角的變化對空氣動力艇阻力性能的影響,同時對其影響機理進(jìn)行解析�；谡承粤黧w力學(xué)理論,建立了適合空氣動力艇空氣阻力預(yù)報的數(shù)值模擬方法。對前文中空氣動力艇模型的空氣阻力進(jìn)行數(shù)值計算,并討論其占總阻力的比例隨航速增加的變化趨勢。對帶有上層建筑的空氣動力艇進(jìn)行氣動阻力特性研究,同時基于數(shù)值仿真結(jié)果對其流場細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述�；诳諝鈩恿W(xué)方法對帶有上層建筑的空氣動力艇在不同漂角和攻角下相應(yīng)的空氣動力系數(shù)進(jìn)行求解,并深入探討兩者的變化對其空氣動力系數(shù)的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U661.311
【圖文】：

圖 1.1 澳大利亞海岸警衛(wèi)隊工作艇 圖 1.2 寧波市新進(jìn)空氣動力艇在民用領(lǐng)域，從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應(yīng)用于穿越敏感植被和土壤濕地；空氣動力艇在結(jié)冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進(jìn)行水質(zhì)測量[5]。2005 年在美國新奧爾良市的水災(zāi)中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間成功將四個醫(yī)院的 3000 多名人員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達(dá)周圍海域中，面對許多船只無法到達(dá)的淺灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣動力艇也廣泛應(yīng)用于內(nèi)河旅游，美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當(dāng)?shù)貎?nèi)河生態(tài)環(huán)境的觀光旅游空氣動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從國內(nèi)來看，2010年左右公安部消防培訓(xùn)基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研制出新型國產(chǎn)空氣動力艇，填補了我國內(nèi)河應(yīng)急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇在洪澇災(zāi)區(qū)廣泛應(yīng)用于實況勘察、災(zāi)民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導(dǎo)致的河道變窄、淺水流域也被廣泛的應(yīng)用于運輸?shù)裙ぷ�，同時也適用于冰雪路面上的搶險救災(zāi)工作。除此之外，該艇還可在富含水生植物的水中進(jìn)行相關(guān)微生物、植被的科學(xué)調(diào)查，以及在艇上安裝遠(yuǎn)距離噴射

圖 1.1 澳大利亞海岸警衛(wèi)隊工作艇 圖 1.2 寧波市新進(jìn)空氣動力艇在民用領(lǐng)域，從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應(yīng)用于穿越敏感植被和土壤濕地；空氣動力艇在結(jié)冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進(jìn)行水質(zhì)測量[5]。2005 年在美國新奧爾良市的水災(zāi)中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間成功將四個醫(yī)院的 3000 多名人員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達(dá)周圍海域中，面對許多船只無法到達(dá)的淺灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣動力艇也廣泛應(yīng)用于內(nèi)河旅游，美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當(dāng)?shù)貎?nèi)河生態(tài)環(huán)境的觀光旅游空氣動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從國內(nèi)來看，2010年左右公安部消防培訓(xùn)基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研制出新型國產(chǎn)空氣動力艇，填補了我國內(nèi)河應(yīng)急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇在洪澇災(zāi)區(qū)廣泛應(yīng)用于實況勘察、災(zāi)民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導(dǎo)致的河道變窄、淺水流域也被廣泛的應(yīng)用于運輸?shù)裙ぷ�，同時也適用于冰雪路面上的搶險救災(zāi)工作。除此之外，該艇還可在富含水生植物的水中進(jìn)行相關(guān)微生物、植被的科學(xué)調(diào)查，以及在艇上安裝遠(yuǎn)距離噴射

從國外來看，空氣動力艇在阿拉斯加主要應(yīng)用于穿越艇在結(jié)冰的密西西比河中的破冰地帶上航行，進(jìn)行水質(zhì)市的水災(zāi)中，30 多艘空氣動力艇用不到 36 小時的時間員成功撤離。2010 年美國原油泄漏到佛羅里達(dá)周圍海域灘等區(qū)域，空氣動力艇的優(yōu)勢更加顯著[6]。此外，空氣美國、加拿大、澳大利亞等國家相繼生產(chǎn)出了適用于當(dāng)動力艇艇型，如圖 1.3 為常見的觀光型空氣動力艇。從防培訓(xùn)基地聯(lián)同遼寧撫運安儀救生裝備有限公司共同研補了我國內(nèi)河應(yīng)急救援運載裝備的空白。此空氣動力艇、災(zāi)民搜救及轉(zhuǎn)移。其在由于干旱導(dǎo)致的河道變窄、淺工作，同時也適用于冰雪路面上的搶險救災(zāi)工作。除此的水中進(jìn)行相關(guān)微生物、植被的科學(xué)調(diào)查，以及在艇上工作。圖 1.4 為遼寧撫運安儀救生裝備有限公司研制的。

【參考文獻(xiàn)】

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2 盧n

本文編號：2796861