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原文传递无人艇稳性及浮态恢复性能研究

论文题名：	无人艇稳性及浮态恢复性能研究
关键词：	无人艇;稳定性;楔形体;CFD技术;浮态恢复;数值模拟
摘要：	海上高速无人艇具有情报收集、监视、侦察、武装保护、扫雷、反潜和精确打击等功能,表现出广阔的军事应用价值。然而复杂的运动控制、恶劣的海况以及执行任务过程中的突发险况都是对采用自主控制的无人艇安全性能的一个巨大挑战。具备优异的稳性性能,避免海上高速无人艇倾覆,是其他功能得以实施的重要保证。而当无人艇意外倾覆后,使其在有限的外界干扰或主动措施作用下恢复到正浮状态,直接关系到无人艇的生命力和战斗力。本文以某海上高速无人艇为研究对象,重点研究了其稳性以及浮态恢复性能。　　 1)基于等排水量法和瞬时湿表面法,借助VB程序计算分析了无人艇的静水大倾角稳性以及波浪稳性,讨论了船波相对位置、航向角、波长、波高对无人艇波浪稳性的影响,并预报危险航行工况。　　 2)借助CFD技术,分别采用二维和三维计算方法,分析了无人艇高速航行横倾时水动压力对横倾复原力臂的影响。采用二维简化计算方法时,基于2D+t理论将无人艇三维水动力分析简化为二维楔形体入水砰击问题,并利用商用流体力学软件Fluent进行模拟计算,根据数值模拟结果积分得出无人艇高速航行横倾时的复原力臂;采用三维计算方法时,借助CFX软件直接对无人艇高速航行横倾时的三维绕流问题进行了数值模拟计算,主要预报了垂向力、横倾复原力矩,分析了无人艇高速航行横倾时船底压力分布和自由液面波形分布,并比较分析两种方法的计算结果。　　 3)建立了无人艇浮态恢复数学模型;分析了无人艇舷侧气囊、上层建筑对浮态恢复性能及恢复效果的影响;初步设计无人艇浮态恢复辅助装置;利用Matlab数值模拟了无人艇倾覆后浮态恢复过程。
作者：	刘维华
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：	2011
正文语种：	中文