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水下滑翔机机翼机身的流体动力学性能模拟和实验研究
| 论文题名： | 水下滑翔机机翼机身的流体动力学性能模拟和实验研究 |
| 关键词： | 水下滑翔机;平板翼设计;尾翼扰流;壳体设计 |
| 摘要： | 水下滑翔机是一种靠浮力驱动的、具有固定机翼的自主式水下航行器。在水下滑翔机设计过程中，机翼和机身的流体动力学对于滑翔机的运动和节能都有重要的影响，滑翔机水平平板翼更是一种既经济又有效的机翼。本文研究了水下滑翔机水平平板翼的设计方法，并进行了验证，对机身和尾翼的水动力性能进行了探讨研究。 针对滑翔机水平平板翼参数众多的情况，利用敏感性分析的方法，对机翼众多参数进行敏感性分析，筛选出了升阻比、根梢比、展长、前缘后掠角和安装位置等五个重要参数，减少了研究过程的工作量，提高了研究精度。 在滑翔机平板翼设计过程中，通过建立相应的数学关系式，确定了参数的分析次序。由平板翼自身的水动力参数入手，通过水力计算和列比分析相结合的方法，提高了计算精度，保证了设计的合理性。 为了对计算结果进行验证，对滑翔机进行数学建模仿真，并在此基础上设计了验证试验。通过对数学模型公式分析筛选，确定水动力参数和观测参数的联系，进而得出滑翔机在运动过程中的受力情况。通过实验结果的分析，证明了设计方法的合理性和正确性。 利用设计的方法对滑翔机机身设计和尾翼扰流进行了研究，通过简化格兰维尔方程，简化了机身设计过程。通过研究尾翼在二维和三维平面的运动参数，证明了尾翼在滑翔机盘旋运动中的重要作用。在此基础上，初步研究了尾翼安装位置的影响。 本文对滑翔机水平平板翼进行了研究，确定了一种简洁的平板翼研究方法，为滑翔机水平平板翼研究提供了一种参考方案。对机身线性的优化成果，简化了在壳体设计中的工作，为工程设计人员提供了一种简化的设计方法。对尾翼进行研究时，通过数据对比发现了尾翼对于滑翔机三维运动的重要作用，为尾翼研究提供了参考。 |
| 作者： | 宫宇龙 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 马捷;王俊雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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