水下高速拖体流体动力性能研究
Research on Hydrodynamics Properties of Underwater High-speed Towfish
高速拖曳技术因其高效性倍受各国重视,高速拖体作为高速拖曳的水下拖曳平台,对高速拖曳技术的可实施性起着至关重要的作用.本文围绕高速拖体的流体动力性能展开研究,为高速拖体后续优化、姿态控制以及整个拖曳系统设计提供参考和依据,主要内容如下:1、基于CFD技术对高速拖体模型进行数值模拟计算,分析高速拖体基本模型的阻力、升力、俯仰力矩等水动力性能,并通过对不同襟翼、不同头部外形的拖体的计算,分析其水动力性能,以得到最佳拖体外形;2、对高速拖体进行力学分析,基于牛顿运动学定律,建立其空间运动模型,得到其三自由度纵向运动方程;基于CFD技术,求解高速拖体的位置力参数、阻尼力参数;结合高速拖体的纵向运动方程和位置力、阻尼力参数求解高速拖体定常直线运动时平衡攻角,以确定最佳襟翼;分析高速拖体纵向静稳定性、动稳定性;3、基于势流理论以及面元法,利用AMass计算程序计算高速拖体的附加质量;基于水波理论,确定拖体纵向升沉的扰动速度,结合扰动速度与拖体的三自由度纵向运动方程得到拖体纵向运动升沉响应方程,并利用变步长的龙格-库塔方法求解纵向运动升沉响应.
- 作者：
- 刘启帮
- 学位授予单位：
- 中国舰船研究院
- 专业名称：
- 水下特种装备探测与控制
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 艾艳辉
- 中图分类号：
- U661.1
- 关键词：
- 高速拖体；数值模拟；水动力性能；稳定性；升沉响应
- high-speed towfish; numerical simulation; hydrodynamics properties; stability; heaving response;