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原文传递仿生鱼尾推进船模研究

论文题名：	仿生鱼尾推进船模研究
关键词：	鱼尾推进;曲柄摇杆;计算机辅助设计;运动学仿真;摩擦阻力;超几何球法
摘要：	本文在分析国内外仿生鱼尾推进技术的发展历史和研究现状，以及现有船舶、潜器推进方式的基础上，提出了将仿生鱼尾推进技术应用于水上船舶设计的新观点，开展了仿生鱼尾推进船模的研究工作。首先，总结了鱼类游动方式仿生技术的发展历史、研究现状和应用情况。简单介绍了鱼类推进模式的特点、仿生鱼尾推进器的基本特征和应用前景。其次，提出了几种将仿生鱼尾推进技术应用于船模的结构方案，并实际设计制造了其中两种方案的船模。对实现仿生鱼尾摆动的曲柄摇杆机构进行了计算机辅助设计，并利用MATLAB/Simulink对其进行了运动学仿真。鉴于曲柄摇杆机构存在运动死点以及运动过程中速度不均匀的现象，提出了一种新型“能实现往复直动的旋转机构”，该机构尽管仍然存在变向瞬间的冲击现象，但却不存在运动死点，并且在连续不断的工作行程中实现鱼尾的往复匀速摆动；同时，若从设计角度减少运动惯量（或增加能量缓冲垫）的话，变向瞬间的冲击力也可得到大幅度降低，且起到节能、降低噪音的效果。再次，简单介绍了船舶快速性、船舶阻力的起因及其分类，并详细总结了水阻力的近似计算方法，其中包括摩擦阻力的近似计算、压差阻力的近似计算、兴波阻力的近似计算。最后根据船舶摩擦阻力的计算步骤计算了我们设计制作的仿生鱼尾推进船模的摩擦阻力。在本文的第五章我们对仿生鱼尾推进力的影响因素进行了分析，并利用量纲分析和相似性原理对仿生鱼尾的柔性模型和刚性模型推导出了相应的推进力近似计算公式，该计算模型对于进一步研究将船模实验数据换算到实型设计中去奠定了理论基础，并指出了船模实验的思路和方法。最后，简单介绍了我们设计的两种分别用于测量摆动式仿生鱼尾推进器推进力和仿蛙式推进器推进力的实验设备方案和原理。在本文的第六章总结了全文的主要工作内容，以及有关仿生鱼尾推进船模研究需要进一步开展的工作。在本文的附录II部分介绍了作者在研究仿生鱼尾推进船模传动链的优化设计过程中，为了求解弱病态线性方程组而提出的一种超几何球法。
作者：	徐勤花
专业：	机械制造及其自动化
导师：	史文谱
授予学位：	硕士
授予学位单位：	烟台大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文