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飞翼式水下滑翔机的水动力性能分析
| 论文题名： | 飞翼式水下滑翔机的水动力性能分析 |
| 关键词： | 水下滑翔机;飞翼结构;水动力系数;船舶设计 |
| 摘要： | 在当今世界的海洋科学发展现状下，水下滑翔机的应用日益广泛，其作为水下移动式平台，具备低噪声、续航强、造价低、省能源等优势。目前水下滑翔机的发展也是各式各样，自从1989年其概念被提出以来，世界各地的科研机构已研制出了各种不同功能、不同性能的水下滑翔机。飞翼式水下滑翔机是近年来最新的一类水下滑翔机，它与其他水下滑翔机的不同之处在于，结合了航空领域中翼身融合体与飞翼机的设计理念，通过将水下滑翔机主体与水翼高度融合的外形来提高其升阻性能。 本文将进行飞翼式水下滑翔机的外形设计，并进行水动力计算和运动分析，为飞翼式水下滑翔机原型机的制造打下基础。参考飞翼式飞行器的气动设计过程与方法，将飞翼式水下滑翔机划分为内翼段与外翼段进行设计，并结合传统水下滑翔机的水动力外形设计，进行综合设计，得到若干设计方案。使用CFD软件FLUENT对各方案进行升阻力计算，比较它们在设计航速下，不同攻角时的升阻比变化曲线，选择最大升阻比最大的设计方案为最终设计方案。对最终选定的设计方案做水动力性能预报，获得在不同航速、不同净浮力、不同攻角下的升阻特性。并根据潜器的六自由度运动方程来得到飞翼式水下滑翔机水下垂直面运动的数学模型，利用FLUENT中的动网格技术和UDF功能，模拟平面运动机构试验来获得运动方程中的水动力系数。最后使用VC++搭建的运动仿真器，输入飞翼式水下滑翔机的水动力系数以及净浮力的控制量，可以对水下锯齿形滑翔运动进行模拟。调整净浮力的大小、位置、滑翔深度范围，模拟各种工况下的运动，并进行对比。最终结果显示飞翼式水下滑翔机的滑翔性能优于以往的传统式水下滑翔机，证明了飞翼式水动力外形的优势。 |
| 作者： | 王骁冰 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 李晔;徐鹏飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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