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多航态无人航行器概念设计及水动力性能分析
| 论文题名： | 多航态无人航行器概念设计及水动力性能分析 |
| 关键词： | 无人航行器;计算流体力学;水动力性能;航态转变;数值模拟 |
| 摘要： | 多航态无人航行器是一种新概念航行器，低速时半潜航行，高速时可转变为水面滑行状态。这种航行器具有良好的视觉隐身性和耐波性，可用于完成海上救援、海洋开发、环境监测等任务，在英、美等国已开始应用于军事用途，而我国的类似研究只处于起步阶段。本文采用计算流体力学方法分析不同设计参数下的水动力性能，为后期的技术设计奠定基础。 1.采用计算流体力学软件 STAR-CCM+对滑行艇直航运动进行数值模拟，使用重叠网格作为动网格，针对不同网格划分方式，计算不同航速下滑行艇运动过程中受到的阻力以及航行姿态，通过与水池拖曳试验进行对比分析，确定了一套可行的滑行艇直航运动水动力性能预报的数值计算方法。 2.分析国外已有的多航态航行器，分析其航态改变的方式以及性能指标，对航行器进行概念设计。校核航行器的静力学性能，进行航行器航态改变过程的验证。结果证明航行器能够在加速过程中由半潜状态转变为水面航行状态，在减速过程中由水面航行转变为低速半潜航行状态。 3.采用固定纵倾角的方式，研究不同纵倾角对于航行器航态改变过程中受力的影响。对航行器进行不同的布置方式，改变航行器重心位置，研究不同的重心位置对于航行器航行过程中航态的影响。 4.完成了升沉自由、纵倾角固定以及纵摇、升沉均自由状态下的水池拖曳试验，验证了航行器可由低速半潜航行自行转变为高速水面航行状态。 5.针对航行器低速半潜航行时的航态不稳定问题，提出添加可控水翼的办法，研究航行器半潜航行时不同航速下的受力，确定可控水翼的安装位置和尺度，研究了不同的水翼攻角对于航行器半潜航行时受力的影响。 |
| 作者： | 王伟 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 苏玉民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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