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仿生前缘凹凸鳍性能理论及实验研究
| 论文题名： | 仿生前缘凹凸鳍性能理论及实验研究 |
| 关键词： | 船用仿生推进器;凹凸结节;粒子图像测速仪 |
| 摘要： | 伴随着风力发电机、潮汐能发电机、高操控性流体航行器的广泛使用，其机翼部分经常性工作在过失速攻角下，传统翼型在大攻角下容易出现失速，极大降低了以上几种设备中的机翼升力阻力性能，此时新型阻力小、大攻角稳定性好、升阻比大、失速角大的翼型研究成为流体力学领域的热点问题。抵抗失速翼型也成为其中的重点问题。其中仿座头鲸鳍状肢的凹凸结节翼型，因为其大攻角下的优秀性能，使得它成为研究重点。 本文以NACA0020为原型翼进行自主研发，开发仿生凹凸翼，通过对座头鲸习性及形态研究确定翼型参数。设计不同展弦比，多种凹凸形式，翼面是否随前沿同步凹凸呈波浪形式的7个模型。 将翼型在雷诺数33105下，做0°~30°攻角翼型敞水实验，采用三分量测力天平记录数据，并分析升力、阻力、力矩结果，对具有优秀水动力特性的鳍利用粒子图像测速仪（PIV）进行流场测量及分析，开展该仿生方法的有效性和相关仿生作用机理的实验研究。通过对水动力特性和流场特性的分析发现：与普通翼型相比凹凸翼段的失速特性更为平缓且无明显失速角，原 NACA0020翼型失速后同角度优化翼型升力系数显著上升，升阻比在同角度下改善明显。找出最优翼型，对比 CFD数值模拟结果，提出进一步优化方案。 |
| 作者： | 张佐天 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 郭春雨;范金平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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