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文檔簡介
1、水下自航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)一般均采用螺旋槳驅(qū)動(dòng),以擁有更快的速度和高機(jī)動(dòng)性;但由于攜帶的能量有限,續(xù)航能力欠佳。無人水下滑翔器(Autonomous Underwater Glider,AUG)采用浮力驅(qū)動(dòng)的水下滑翔器以鋸齒形軌跡航行,續(xù)航能力大、噪音小,但航速低、機(jī)動(dòng)性差。將AUG和AUV兩者功能、結(jié)構(gòu)集成,即可得到一種兼具二者優(yōu)點(diǎn)的新型混合驅(qū)動(dòng)水下航行器。本文針對(duì)混合驅(qū)動(dòng)水下航
2、行器的工作要求與結(jié)構(gòu)特點(diǎn),基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué),分析航行器水阻特性與水動(dòng)力參數(shù),進(jìn)而優(yōu)化航行器外形。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
1.合理的計(jì)算模型是保證計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)預(yù)測精度的關(guān)鍵。本文采用五種湍流計(jì)算模型,對(duì)給定AUV模型的水阻力進(jìn)行數(shù)值模擬,將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,篩選出了水阻力預(yù)測精度最高的計(jì)算模型--SST k-ω湍流模型。
2.針對(duì)混合驅(qū)動(dòng)水下航行器主體的外形設(shè)計(jì),基于SST k-ω湍流模型和
3、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Fluent,分析了水下航行器Myring型回轉(zhuǎn)體外形長徑比對(duì)水阻力的影響規(guī)律,得到兩個(gè)低阻區(qū)間;在此基礎(chǔ)上,考慮航行器主體和壓載水艙對(duì)水下航行器水阻特性的影響,在低阻區(qū)間中選用適合的回轉(zhuǎn)體長徑比,對(duì)水下航行器外形進(jìn)行阻力優(yōu)化,并得到較好降阻效果。
3.針對(duì)混合驅(qū)動(dòng)水下航行器機(jī)翼設(shè)計(jì),采用計(jì)算流體力學(xué)方法,從續(xù)航能力、穩(wěn)定性以及機(jī)動(dòng)性方面分析了機(jī)翼的效果;從實(shí)際航行任務(wù)角度討論了機(jī)翼的必要性;建議混合
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