波浪滑翔機(jī)的水動(dòng)力分析.pdf

1、為了解海洋環(huán)境變化，人們?cè)诤Ｑ笾薪⒘巳珏^泊浮標(biāo)、潛標(biāo)等固定式海洋觀測(cè)設(shè)施，測(cè)量波高、海流、水溫、潮位、風(fēng)速、氣壓等水文氣象要素。這些設(shè)施可以解決某一特定海域的定點(diǎn)觀測(cè)，但無(wú)法完成移動(dòng)觀測(cè)，如臺(tái)風(fēng)，季風(fēng)區(qū)域的跟蹤、海洋生物的遷徙跟蹤、非已方控制敏感海域的水文調(diào)查等。作為一種新概念的海洋航行器，波浪滑翔機(jī)的出現(xiàn)為這些問(wèn)題提供了一個(gè)新的解決方案。由于其依靠波浪上下運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)翼板獲得前向推進(jìn)力，具有效率高、續(xù)航力大的特點(diǎn)，這使得波浪滑翔機(jī)在海洋

2、觀測(cè)領(lǐng)域具有十分廣闊的前景。
　　本文以波浪滑翔機(jī)為研究對(duì)象。從運(yùn)動(dòng)機(jī)理、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、水動(dòng)力性能等方面對(duì)波浪滑翔機(jī)做了比較全面的研究。首先，本文基于RANS方程湍流模型、選用SST k-ω模型、采用動(dòng)網(wǎng)格的方法，利用經(jīng)過(guò)二次開發(fā)的CFD軟件FLUENT對(duì)二維串列水翼展開了串列水翼的水動(dòng)力性能分析。對(duì)比了常用的NACA0012翼型和不同厚度薄板翼型之間的推力性能，對(duì)水翼進(jìn)行了選型；然后從水翼的布置方面出發(fā)，重點(diǎn)研究了水翼的數(shù)量、水翼間

3、距、最大轉(zhuǎn)動(dòng)角對(duì)串列水翼性能的影響；并重分析了二維6串列水翼的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律和不同工況下的平均推力系數(shù)。其次，對(duì)波浪滑翔機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程和受力情況進(jìn)行詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)之上探索出一種使用AQWA和FLUENT軟件相結(jié)合的計(jì)算方法，對(duì)波浪滑翔機(jī)在各種工況下的推力性能進(jìn)行了定量化的評(píng)估，為以后的水池實(shí)驗(yàn)提供了相應(yīng)的理論數(shù)據(jù)參照。最后，在前期理論計(jì)算和其他方面研究成果的基礎(chǔ)上，順利完成了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的制作和樣機(jī)水池試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于純波浪能推進(jìn)型載體