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近水面航行的欠驱动水下航行器水动力性能研究
| 论文题名： | 近水面航行的欠驱动水下航行器水动力性能研究 |
| 关键词： | 欠驱动水下航行器;近水面航行;水动力性能;阻力系数;数值模拟 |
| 摘要： | 在不断寻求新资源的过程中，海洋资源日益受到人们的重视。在探寻丰富的海洋资源的过程中，水下航行器是一种重要的辅助探测工具，尤其是外形规整、结构简单的鱼雷形欠驱动水下航行器，在海洋资源搜索中发挥着关键作用。良好的水动力性能是水下航行器能准确探寻到水下资源的关键，然而目前大多数研究是针对于水下航行器深水航行时的水动力性能，对于近水面航行的水动力性能研究较少。水下航行器近水面航行时容易受到自由液面的影响，因此其水动力性能不同于深水航行状态，研究近水面的水动力性能具有较高的理论价值和工程意义。 近年来，随着计算机技术的发展、网格技术的优化和求解器精度的提升，越来越多的人基于CFD理论开展数值模拟计算来研究水下航行器的水动力性能。本文基于CFD理论，运用Fluent软件对欠驱动水下航行器近水面航行进行数值模拟，计算其水动力系数，分析其水动力性能。 首先，分析欠驱动水下航行器在不同潜深，不同航速下直航时的水动力性能，然后分析水下航行器在不同攻角或漂角下斜航时的水动力性能，计算每种工况下受到的阻力和力矩，给出阻力和力矩随潜深和航速变化的曲线，通过分析其具体数值给出阻力和力矩变化幅度，观察速度云图和压力云图，分析其变化原因。 其次，对欠驱动水下航行器在近水面的升沉、俯仰、横荡、艏摇运动进行数值模拟，分别计算其在不同频率下的阻力和力矩值，通过相关软件进行曲线拟合，无因次化后得到水动力系数，最后分析得到水动力系数随频率变化的规律。 最后，研究线型对欠驱动水下航行器阻力性能的影响。对比碟形、鱼雷形、流线形、椭球体形的水下航行器在同等条件下直航时的阻力数据，分析得出使欠驱动水下航行器阻力性能更优的线型。 |
| 作者： | 华小见 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 梁霄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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