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新型仿生波浪能滑翔器的设计与研究
| 论文题名： | 新型仿生波浪能滑翔器的设计与研究 |
| 关键词： | 波浪滑翔器;水翼;海龟前肢扑翼;仿生模型;流固耦合;有限元模拟 |
| 摘要： | 波浪能滑翔器是一种新型海洋环境调查仪器搭载平台，其主体结构由水面浮体平台、连接缆、水下牵引机三部分组成。它可以将波浪起伏时水面表层质点与水下深层质点间存在的振幅差所产生的波浪能转换为前进的驱动力，从而实现在不需其他能源补给情况下长半径的海洋环境调查作业。因其装置具有低噪音、低成本、运行可靠、适用于多种监测仪器搭载、易于远程控制等特点，在未来的海洋调查中有着广泛的应用前景。 同时波浪能滑翔器存在一定的技术难点，由于波浪能利用效率偏低，导致波浪滑翔器航行速度不够理想，因此设计一种波浪能吸收转化能力强、阻力小、适用于多种海况且具有相对较高强度的新型仿生波浪能转换系统，对于改善波浪滑翔器作业能力，降低海洋调查成本等都起着至关重要的作用。本文主要针对现有波浪滑翔器进行仿生优化设计，并进行数值模拟分析和结构可靠性验证。 基于微振幅波理论研究分析波浪滑翔器的波浪能吸收原理，按照目标海域常见海况数据，计算了理论波浪势能差、理论振幅等相关数据，从而构建仿生波浪能滑翔器模型的总体参数体系。 围绕海龟前肢扑翼滑翔态外形，提出了一种新型波浪能滑翔器仿生水翼，对比了多种常见水翼，利用CFD软件分别针对水翼翼型、水翼分布间距和水翼最大摆角限位三个考察参变量对水下牵引机水动力性能的影响进行了仿真分析；绘制了不同参考变量下的水动力特性曲线；同时对仿生波浪滑翔器水面浮体进行结构强度计算等，并在极端海况下进行了可靠性分析。 |
| 作者： | 杜照鹏 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 吴俊飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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