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波浪滑翔器柔性水翼推进性能研究
| 论文题名： | 波浪滑翔器柔性水翼推进性能研究 |
| 关键词： | 波浪滑翔器;柔性水翼;推进性能;运动参数;翼参数;水池实验 |
| 摘要： | 波浪滑翔器一型能够长周期运行的波浪驱动水面无人船。随着波浪滑翔器技术的不断发展，其应用领域得到了拓展，主要包括科学研究、商业应用和军事应用。振荡水翼是波浪滑翔器波浪动力转换结构的核心部件，是影响航行性能的重要因素。传统的振荡水翼呈刚性，存在结构复杂、成本高昂、长期可靠性差等弊端，因此解决传统水翼存在的问题对波浪滑翔器完成更复杂的海洋观测任务具有重要的意义。针对上述问题，本文对波浪滑翔器柔性水翼进行了深入的研究，开展了如下研究工作： 首先，介绍了柔性水翼的推进原理，对其进行几何建模和运动学建模，给出了后续分析翼推进性能涉及的动力学参数，并简要的介绍了仿真模拟软件的基本知识。 其次，根据柔性水翼的工作原理建立了数值仿真的计算模型，并仿真模拟了不同运动参数下柔性水翼的推进性能，重点分析不同海况等级、波高、波周期及俯仰扰动下柔性水翼的受力特性和功率特性，从而得到运动参数对翼推进性能的影响规律并得出相应的结论。 然后，建立单翼和串列翼数值仿真的计算模型，并仿真模拟了不同翼参数下柔性水翼的推进，重点分析翼后缘柔度系数、翼型对单翼以及翼间距对串列翼的受力特性和功率特性的影响，获得三级海况下的最佳翼后缘柔度系数和翼间距。 最后，通过水池实验验证本文数值仿真的有效性，重点进行了海况等级、波高以及柔度系数对柔性水翼推力特性影响的实验验证，实验结果表明本文数值仿真是正确和有效性，研究对后续波浪滑翔器柔性水翼的设计提供了理论依据与参考。 |
| 作者： | 彭彬 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 桑宏强;孙秀军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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