波浪能滑翔機是一種完全依靠波浪能作為驅(qū)動力的新型移動海洋環(huán)境監(jiān)測平臺。論文致力于波浪能滑翔機的水動力性能研究及樣機研制。為了解決現(xiàn)有波浪能滑翔機在克服諸多假設(shè)條件下的水動力性能研究的難題,尤其是串列水翼被動俯仰轉(zhuǎn)動下推進性能的參數(shù)化研究,論文首先建立波浪能滑翔機水動力仿真模型,提出了一種聯(lián)合Fine/Marine和STAR-CCM+軟件的水動力性能數(shù)值迭代求解方法。利用該方法,仿真計算了波浪能滑翔機在規(guī)則波下的水動力性能,分析了波浪能滑翔機的運動規(guī)律和影響因素。針對串列水翼被動俯仰轉(zhuǎn)動推進性能的系統(tǒng)研究,通過改變水翼轉(zhuǎn)軸位置、扭轉(zhuǎn)彈簧剛度、水翼振蕩幅度等參數(shù),拓展了串列水翼被動俯仰轉(zhuǎn)動的參數(shù)化研究,得到串列水翼獲取更優(yōu)的推進性能時所需的扭轉(zhuǎn)彈簧剛度、水翼轉(zhuǎn)軸位置等參數(shù)。基于仿真研究結(jié)果,研制了樣機,并在水池模擬與一級海況等效有義波高的規(guī)則波,開展樣機在規(guī)則波中的航行試驗。本文研究表明:波浪能滑翔機水動力仿真模型可同時描述水面船在波浪中運動、水下驅(qū)動機構(gòu)牽引水面船運動以及串列水翼被動俯仰轉(zhuǎn)動;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動俯仰轉(zhuǎn)動規(guī)律是影響波浪能滑翔機推進性能... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

波浪能滑翔機工作原理示意圖

- 3 -圖 1-2 波浪能滑翔機 SV2 型號Fig. 1-2 Wave glider SV2 model究現(xiàn)狀浪能滑翔機主要聚焦在波浪能滑翔機的運動性究，采用數(shù)值模擬計算和試驗方法研究。滑翔機研究現(xiàn)狀波浪能滑翔機樣機經(jīng)過海試驗證該平臺的可靠Liquid Robotics 公司商業(yè)研發(fā)機密以及作為美開發(fā)表的研究文獻較少，目前文獻中大部分介

航速；通過分析運動機理得出由波谷到波峰的向上運動中波浪產(chǎn)等于水分子圓周運動加速度產(chǎn)生的加速度力，而當由波峰向波谷 1 級以上的浪就可以帶動水面浮體向前航行。徐偉[68]等采用商件 FRIENDSHIP 對水面船進行了改進設(shè)計，降低水面船的靜水水翼剖面分別采用 NACA0006 和 NACA0010 翼型，改變水m~30mm）和水翼旋轉(zhuǎn)角度（20°~70°），采用商業(yè)流體計算軟件計算六對串列水翼翼的驅(qū)動力，結(jié)果表明，水翼間距 20mm 和最5o為推進最優(yōu)配置組合。丁乃蓬[69]采用商業(yè)流體計算軟件 CF0012 翼型的升阻比，通過數(shù)學計算軟件 MATLAB 對水翼數(shù)值仿力；此外，論文還對水翼的選材、機構(gòu)選材和纜繩設(shè)計等進行對水翼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析。張成翊[70]等研究水面船和水下驅(qū)動機機理，將纜繩離散多段分析，建立波浪滑翔機動力平衡方程AB 軟件求解運動方程，數(shù)值計算表明波浪能滑翔機的前進速度化；水下驅(qū)動機構(gòu)的前進速度隨著波高增大而增大；纜繩長度相可更加迅速傳遞運動。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]海洋牧場的監(jiān)測研究[J]. 王籃儀,黃葉余.  科技創(chuàng)新與應用. 2019(06)
[2]遙感技術(shù)在海洋災害監(jiān)測中的應用[J]. 鄒斌,林明森,石立堅,鄒亞榮,賈永君,曾韜.  城市與減災. 2018(06)
[3]基于海洋環(huán)境監(jiān)測與現(xiàn)代傳感器技術(shù)的研究[J]. 張小磊.  中國新通信. 2018(20)
[4]波浪能滑翔器走航式波浪要素測量試驗分析[J]. 史健,齊占輝,秦玉峰,齊占峰,洪學武,胡滕艷.  海洋技術(shù)學報. 2018(05)
[5]走航式海洋觀測平臺設(shè)計及其初步應用[J]. 孫兆華,曹文熙,黃健龍,周璇,李曉偉,鄒國旺.  熱帶海洋學報. 2018(05)
[6]朗繆爾探針可展機構(gòu)雙扭彈簧設(shè)計[J]. 林小軍,楊永萍,劉哲,劉海波.  化工機械. 2018(03)
[7]利用Fluent仿真分析波浪滑翔器的水動力性能[J]. 胡滕艷,孫秀軍,王兵振,齊占峰,秦玉峰,史健.  海洋技術(shù)學報. 2018(03)
[8]波浪動力滑翔機母船與牽引機運動傳遞關(guān)系[J]. 張成翊,徐雪松.  上海交通大學學報. 2018(02)
[9]臺風海域?qū)崟r海洋監(jiān)測及其應用研究綜述[J]. 曹敏杰,劉增宏,王振峰,許建平.  氣象科技進展. 2017(04)
[10]無人機海洋觀測系統(tǒng)集成技術(shù)研究[J]. 王軍鋒,鄧豪,魏育成,徐成華.  艦船科學技術(shù). 2017(09)

博士論文
[1]多節(jié)漂浮式波浪能轉(zhuǎn)換裝置水動力性能研究[D]. 李彪.大連海事大學 2017

碩士論文
[1]海洋牧場智能監(jiān)測與對象識別的研究[D]. 王德宇.大連理工大學 2018
[2]多參數(shù)海洋浮標監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 李晴.上海海洋大學 2017
[3]波浪滑翔機動力學建模及運動分析[D]. 薄玉清.沈陽工業(yè)大學 2017
[4]基于衛(wèi)星和現(xiàn)場觀測對海洋中小尺度流動特性的研究[D]. 王思源.大連海洋大學 2017
[5]星載波譜儀海浪方向譜反演仿真研究[D]. 孟齊輝.華中科技大學 2017
[6]新型仿生波浪能滑翔器的設(shè)計與研究[D]. 杜照鵬.青島科技大學 2017
[7]波浪滑翔器潛體水動力性能分析[D]. 嚴日華.哈爾濱工程大學 2017
[8]傳感器技術(shù)在海洋水質(zhì)檢測中的應用研究[D]. 劉駿.大連海洋大學 2016
[9]波浪驅(qū)動滑翔器工作機理分析與水下滑翔體的結(jié)構(gòu)設(shè)計[D]. 丁乃蓬.浙江大學 2015
[10]波浪滑翔機的水動力分析[D]. 胡合文.哈爾濱工程大學 2015



本文編號：3300778