波浪滑翔機的水動力分析.pdf

1、為了解海洋環(huán)境變化，人們在海洋中建立了如錨泊浮標、潛標等固定式海洋觀測設施，測量波高、海流、水溫、潮位、風速、氣壓等水文氣象要素。這些設施可以解決某一特定海域的定點觀測，但無法完成移動觀測，如臺風，季風區(qū)域的跟蹤、海洋生物的遷徙跟蹤、非已方控制敏感海域的水文調(diào)查等。作為一種新概念的海洋航行器，波浪滑翔機的出現(xiàn)為這些問題提供了一個新的解決方案。由于其依靠波浪上下運動驅(qū)動翼板獲得前向推進力，具有效率高、續(xù)航力大的特點，這使得波浪滑翔機在海洋

2、觀測領域具有十分廣闊的前景。
　　本文以波浪滑翔機為研究對象。從運動機理、運動規(guī)律、水動力性能等方面對波浪滑翔機做了比較全面的研究。首先，本文基于RANS方程湍流模型、選用SST k-ω模型、采用動網(wǎng)格的方法，利用經(jīng)過二次開發(fā)的CFD軟件FLUENT對二維串列水翼展開了串列水翼的水動力性能分析。對比了常用的NACA0012翼型和不同厚度薄板翼型之間的推力性能，對水翼進行了選型；然后從水翼的布置方面出發(fā)，重點研究了水翼的數(shù)量、水翼間

3、距、最大轉(zhuǎn)動角對串列水翼性能的影響；并重分析了二維6串列水翼的轉(zhuǎn)動規(guī)律和不同工況下的平均推力系數(shù)。其次，對波浪滑翔機運動過程和受力情況進行詳細分析，并在此基礎之上探索出一種使用AQWA和FLUENT軟件相結(jié)合的計算方法，對波浪滑翔機在各種工況下的推力性能進行了定量化的評估，為以后的水池實驗提供了相應的理論數(shù)據(jù)參照。最后，在前期理論計算和其他方面研究成果的基礎上，順利完成了實驗樣機的制作和樣機水池試驗。通過實驗驗證了基于純波浪能推進型載體