本文關(guān)鍵詞：基于流場分析的三維海流傳感器的仿真研究

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【摘要】：21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),為了可持續(xù)地開發(fā)利用海洋資源,需要使用海洋觀測設(shè)備對海洋進行觀測,海流傳感器是觀測海洋體系的重要儀器�？v觀國內(nèi)外海流傳感器的研究現(xiàn)狀,目前尚缺少較好的方法來測量維間差異較大的三維流速,尤其是對上升流的測量,研究新型三維海流傳感器具有重要的理論和實用價值。 論文首先表述了海流計的研究背景與意義,分析了目前國內(nèi)外已有海流計的工作原理與優(yōu)缺點；通過總結(jié)其不足之處,明確了本文的主要研究內(nèi)容。 其次,介紹了流體力學(xué)的基本理論,闡述了計算流體動力學(xué)控制方程的推導(dǎo),簡要表述了CFD的基礎(chǔ)理論；繼而闡述了物體繞流理論和影響繞流阻力的相關(guān)因素,著重介紹了三維圓球繞流實例。 然后,基于流速的三維矢量分解,以海流傳感器的流場分析為主線,基于流體分析軟件Fluent,分別仿真模擬單圓球繞流及薄圓盤繞流,得出了在不同流速下單圓球及圓盤的升阻力變化的規(guī)律。確定了三維海流傳感器的測量結(jié)構(gòu)：采用圓球結(jié)構(gòu)測量水平流速,薄圓盤結(jié)構(gòu)測量垂直流速,最終得到了海流傳感器的整體結(jié)構(gòu)模型。 繼而,對傳感器整體結(jié)構(gòu)的繞流場進行仿真,探討了在不同流速下整體結(jié)構(gòu)中圓球阻力、圓盤升力變化的規(guī)律,并與單圓球、單圓盤結(jié)果比較,討論整體結(jié)構(gòu)對圓球及圓盤繞流場的干擾,確定了傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 最后,對傳感器結(jié)構(gòu)進行了模態(tài)和流固耦合分析,獲得了其在有流場和無流場時的固有頻率,由頻譜分析得到了繞流場的頻率。經(jīng)過對比,繞流場的頻率遠(yuǎn)離傳感器的固有頻率,避免了共振。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH766.21;TP212

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本文編號：1218660