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原文传递仿生推进机构的水动力学分析

论文题名：	仿生推进机构的水动力学分析
关键词：	波浪能;水下机器人;仿生推进机构;水动力学
摘要：	伴随着对海洋环境保护日益重视和大规模的开发,各种无人海洋机器人在海洋科学考察、海洋工程、海水养殖等领域得到了广泛的应用。远程控制机器人和自治水下机器人是其中最常见的两种类型。这两种类型的机器人的运动方式均采用了螺旋桨的推进方式,存在着能源利用率低、机动性差、悬停能力差、振动和噪声大等不足。波浪能直接驱动的仿生推进机构可以解决长期无人海洋观测器的能量供给的难题,具有低碳、无污染、无噪声的优点,可以长时间不断的航行和观测。利用波浪能往复垂荡运动直接提供仿生推进的运动,避免了能量转化的损失。　　本文对两种波浪能直接驱动装置——仿鸭蹼式推进装置和波浪能直接推动的机动浮标装置,针对二者各自的运动形态和运动方式,采用水动力学分析软件Fluent对二者的水动力学进行了分析。研究内容分别三部分:仿鸭蹼水动力学分析、波浪垂直振动能量利用装置、波浪能机动浮标水下推进机构的水动力学模拟。　　对鸭子在水中划水的运动和脚蹼结构特点进行了详细的分析,根据仿生学的原理,采用了一种新型水下机器人仿鸭蹼式推进机构,使其能够模仿鸭蹼运动形式,设计了一种波浪能直接驱动的仿鸭蹼式推进机构,对鸭蹼进行了水动力仿真,并采用Matlab软件对简化振动模型进行了模拟,给出了设计的参数。　　对实验室设计制作的波浪能直接推进的机动浮标装置进行了水动力学仿真,获取了其在波浪激励下获取的整体的推动力、加速度、速度等参数,与实验得到的数据进行比对和验证,验证了机构的可行性。
作者：	于振江
专业：	机械电子工程
导师：	常宗瑜
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文