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双尾半潜无人艇近水面运动水动力特性研究
| 论文题名： | 双尾半潜无人艇近水面运动水动力特性研究 |
| 关键词： | 双尾半潜无人艇;近水面;运动响应;水动力特性 |
| 摘要： | 微型无人艇因为具有良好的操纵性、隐身性及可靠性而被广泛用于民用、商用和军用。根据无人艇的工作活动范围，可以将其分为水面无人艇和水下无人艇，而水下无人艇也被称为水下无人航行器或者无人潜水器。自1932年第一台潜水器在瑞士问世以来，微型潜水器呈现出蓬勃发展的姿态。潜水器发展至今，已经演变出了形状大小各异，功能覆盖面广的各类潜水器，能实现自主航行和遥控操作航行功能，人们在不断改进潜水器发展的同时，自身也从中受益。 当潜水器应实际工作要求或者在布放和回收时，会在自由液面附近航行一段时间，那么此时自由液面和潜水器之间的相互作用是不可忽略的，埋首现象明显，所以研究自由液面和潜水器之间的耦合作用是很有必要的。本文基于有限体积法的CFD软件Star-CCM+对某一回转体模型Afterbody-1在近水面直航水动力性能进行数值模拟，初步了解Afterbody-1与自由液面之间的相互作用机理。 本文综合水面无人艇和潜水器的功能特点，创新性地提出一种新型双尾半潜无人艇，本无人艇的应用功能定位在河道和近海测量与测绘。工作时航行于近水面区域，航行时主艇体处于水面下方，只有艇体的部分附体在水面之上。可避开水面风浪干扰，也可以不受水深的限制，大大提高安全性。 通过对比4个不同模型在相同工况下的阻力值和两自由度升沉、纵倾值，找出性能最优模型，就模型附体对艇体的影响进行进一步的分析。根据相关设计手册对无人艇作导管螺旋桨匹配设计，并确定无人艇+螺旋桨在某一航速下的自航点。双尾的一大优势是可以通过改变尾后螺旋桨转速，形成转速差，实现转向、掉头等功能。最后通过对双尾施加两个不同大小的力来研究双尾半潜无人艇对力的运动响应。 |
| 作者： | 许杰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 邹劲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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