考慮伴流場的無人自治水下航行器推進系統(tǒng)設計.pdf

1、天津大學碩士學位論文考慮伴流場的無人自治水下航行器推進系統(tǒng)設計DesignofPropulsionSystemforAutonomousUnderwaterVehicleConsiderin21‘1?！痠FieldonsideringWaKeleld學科專業(yè)作者姓名指導教師企業(yè)導師扭越工程奎蘊韭塞值量4熬攫塞9焦全直王天津大學機械工程學院二零一五年十二月中文摘要無人自治水下航行器(AUV)在海底資源勘測、海洋環(huán)境調查、海洋工程、海洋國防

2、等領域得到了日益廣泛的應用。但眾多海洋現(xiàn)象具有大尺度特性，這就要求海洋監(jiān)測系統(tǒng)具有長時序、大范圍、實時海洋觀測和環(huán)境參數(shù)收集的能力。而AUV的能源帶載能力有限，制約其續(xù)航能力的提升，優(yōu)化AUV外形，降低阻力，提高推進系統(tǒng)效率是提高其續(xù)航能力的直接手段。本文優(yōu)化設計了AUV的低阻力外形，并依靠升力線理論設計了適用于AUV流場結構的高效率葉型，最后仿真計算了螺旋槳的敞水效率并提出與螺旋槳相匹配的電機選擇方案。具體研究成果如下：1優(yōu)化設計了無

3、人自治水下航行器的殼體模型。結合工程實際，針對阻力性能較好、容積率較高的Myring外形給出了阻力優(yōu)化迭代的算法，分析得到了最優(yōu)阻力系數(shù)和外形參數(shù)對阻力的影響，通過CFD仿真進行驗證，最終得到優(yōu)化的殼體模型及其阻力值。2依據(jù)環(huán)流理論，設計了高效率螺旋槳。結合低阻力殼體模型，提出了符合AUV特征的螺旋槳葉數(shù)、轉速、槳轂直徑、槳葉剖面類型、厚度、弦長等參數(shù)的選擇方案；仿真得到了槳盤面處的標稱入流，帶入螺旋槳設計程序，精確得到了伴流場對螺旋槳