水翼
- 微型渦流發(fā)生器對(duì)空化初生特性的影響
發(fā)現(xiàn)障礙物對(duì)平板水翼空化脫落頻率和含氣量分布均有影響,可以穩(wěn)定前緣空腔,減小脫落空腔的尺寸。Zhang等[15]發(fā)現(xiàn)障礙物的存在改變了瞬態(tài)回射流的強(qiáng)度和方向,以及空腔尾部的壓力分布,導(dǎo)致云空化的脫落變?nèi)酢hen等[16]利用前緣粗糙度改變了前緣區(qū)域的局部壓力分布,顯著提高了最小壓力系數(shù),從而降低了水翼的初生空化數(shù),延緩空化起始時(shí)間。在眾多被動(dòng)控制方法中,微型渦流發(fā)生器對(duì)邊界層分離有很好的控制效果,有著尺寸小、成本低且高效等優(yōu)勢(shì),在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有相當(dāng)
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2023年12期2024-01-04
- 串列水翼繞流非定常特征實(shí)驗(yàn)研究
×104）開展了水翼尾緣脈動(dòng)壓力測(cè)量和流場(chǎng)Tr-PIV（時(shí)間解析圖像粒子測(cè)速法）實(shí)驗(yàn)，結(jié)合脈動(dòng)壓力測(cè)量、流場(chǎng)速度脈動(dòng)分析、流動(dòng)流態(tài)試驗(yàn)結(jié)果，分析串列水翼繞流場(chǎng)和尾緣脈動(dòng)壓力非定常特征的關(guān)聯(lián)以及二者關(guān)于間距比的變化規(guī)律。1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头椒▽?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?span id="j5i0abt0b" class="hl">水翼為尾部截?cái)嗟腘ACA0015，尾緣寬度為d，如圖1 所示。上下游水翼攻角均為0°，水翼中心沿來(lái)流方向?qū)R，上游水翼尾緣至下游水翼前緣間距為P，水翼弦長(zhǎng)為C。實(shí)驗(yàn)來(lái)流速度U為1 m/s，雷諾數(shù)Re = 7 × 10
實(shí)驗(yàn)室研究與探索 2023年8期2023-11-09
- 基于水翼艇的現(xiàn)代控制理論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
研經(jīng)驗(yàn)，探索基于水翼艇的現(xiàn)代控制理論綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)側(cè)重于理論結(jié)合實(shí)際，從工程角度理解理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及學(xué)以致用的能力，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新精神。2 水翼艇狀態(tài)空間建模筆者在現(xiàn)代控制理論實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過(guò)程中，以美國(guó)的PCH 水翼艇作為教學(xué)案例，從系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立出發(fā)，并轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間表達(dá)式分析系統(tǒng)的性能。船舶在水面上為六自由度運(yùn)動(dòng)，分為沿x軸的縱蕩運(yùn)動(dòng)、沿y軸的橫蕩運(yùn)動(dòng)、沿z軸的垂蕩運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的縱向
科海故事博覽 2023年27期2023-10-10
- 基于嵌套網(wǎng)格的對(duì)稱水翼流致振動(dòng)數(shù)值模擬
問(wèn)題[1-3].水翼可近似為導(dǎo)葉或葉片的核心工作單元.水翼繞流過(guò)程會(huì)在尾部產(chǎn)生交替脫落的卡門渦街[4-6]，水翼結(jié)構(gòu)受脫落頻率影響產(chǎn)生受迫振動(dòng)，其脫落頻率和流速通常滿足斯特勞哈爾定律.當(dāng)脫落頻率接近結(jié)構(gòu)固有頻率時(shí)，水翼振動(dòng)頻率在某段流速范圍內(nèi)不再跟隨旋渦脫落頻率，而是保持其固有頻率振動(dòng)，即為“鎖頻”現(xiàn)象.此時(shí)，水翼振動(dòng)幅值急劇增強(qiáng)，可達(dá)非“鎖頻”時(shí)的數(shù)百倍量級(jí)[5-6].已有不少學(xué)者研究了水力機(jī)械葉片、導(dǎo)葉等部件的渦激振動(dòng)現(xiàn)象[7-9].基于高速水洞實(shí)驗(yàn)，
北京理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年9期2023-09-15
- 局部翼面運(yùn)動(dòng)對(duì)水翼水動(dòng)力學(xué)特性的影響研究
合水動(dòng)力學(xué)特性的水翼可以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生較高的升力，大幅提升其水力性能。而邊界層的分離發(fā)生在水翼上時(shí)將會(huì)產(chǎn)生失速，使水動(dòng)阻力大大增加，從而失去水翼應(yīng)用的初衷。為了達(dá)到良好的增升減阻效果，采用了在關(guān)鍵部位以運(yùn)動(dòng)表面代替固定表面的流動(dòng)分離控制技術(shù)，基于隱式直接力浸入邊界法，采用C++編程計(jì)算了流體與水翼的耦合運(yùn)動(dòng)。從升力系數(shù)、失速角推遲量和流場(chǎng)信息方面對(duì)比了運(yùn)動(dòng)表面的投放時(shí)機(jī)、投放位置、長(zhǎng)度、運(yùn)動(dòng)速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)水翼水力性能的影響。結(jié)果表明，局部運(yùn)動(dòng)位于翼型上
振動(dòng)工程學(xué)報(bào) 2023年1期2023-06-30
- 水翼空化流場(chǎng)的調(diào)控和優(yōu)化研究
欣等[5]對(duì)三維水翼型線進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化后翼型前緣厚度減小并呈流線型,水翼升阻比提高。黃勝等[6]利用多目標(biāo)優(yōu)化算法,以提高升阻比和改善水翼表面壓力分布為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)不同翼型的型線進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后水翼的厚度減小,升力效率和空泡性能提高。黃斌等[7]利用粒子群優(yōu)化算法對(duì)NACA66(MOD)水翼型線進(jìn)行了改進(jìn),獲得的最優(yōu)方案中,最大拱度位置向尾緣移動(dòng),最大厚度略微增加。李靖璐等[8]采用自由變形法對(duì)NACA0012水翼進(jìn)行了型線調(diào)整,研究發(fā)現(xiàn),水翼厚度
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年5期2023-06-15
- 基于Scanlan顫振導(dǎo)數(shù)理論求解水翼臨界顫振狀態(tài)
000)1 引言水翼是船舶上調(diào)整航向的結(jié)構(gòu)，水翼處在密度較大的水流中，水流會(huì)對(duì)水翼產(chǎn)生非定常激勵(lì)從而導(dǎo)致水翼振動(dòng)。近年來(lái)造船技術(shù)飛速發(fā)展，船舶航行速度越來(lái)越高。在高流速下，一種特殊的振動(dòng)“顫振”愈發(fā)引起研究者的注意，顫振是結(jié)構(gòu)阻尼無(wú)法消耗流場(chǎng)的輸入能而導(dǎo)致振幅不斷擴(kuò)大的振動(dòng)。顫振最早發(fā)現(xiàn)于航空器，早期航空器多采用展弦比較大的機(jī)翼，顫振現(xiàn)象頻發(fā)，對(duì)于機(jī)翼顫振的研究也較多，現(xiàn)階段水翼顫振的相關(guān)研究也多由空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)理論改進(jìn)而來(lái)。目前常用的顫振預(yù)測(cè)方法有
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2023年3期2023-04-03
- 頂浪中首固定翼波浪推進(jìn)艇的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和航速預(yù)測(cè)
就是其中之一，將水翼安裝在無(wú)人艇的首部或尾部，在波浪作用下水翼隨艇體作搖蕩運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生推力，以實(shí)現(xiàn)在海上長(zhǎng)距離的航行。本文對(duì)安裝了首固定翼的波浪推進(jìn)艇進(jìn)行相關(guān)研究。水翼可通過(guò)振蕩從周圍的水流中提取能量[1]，Isshiki[2-3]提出波浪推進(jìn)系統(tǒng)的概念，從理論和實(shí)驗(yàn)方面研究了來(lái)流速度、水翼截面、展弦比等參數(shù)對(duì)水翼推進(jìn)性能的影響。De Silva 等[4]基于CFD 軟件研究了垂蕩與縱搖運(yùn)動(dòng)之間的相位差、傅汝德數(shù)以及波幅等參數(shù)對(duì)主動(dòng)搖蕩水翼船推進(jìn)性能的影響。
艦船科學(xué)技術(shù) 2023年4期2023-03-25
- 串聯(lián)式振蕩水翼的縱向間距對(duì)獲能的影響
翼發(fā)電裝置，振蕩水翼具備：?jiǎn)?dòng)流度低、運(yùn)行速度慢和發(fā)電效率高三大優(yōu)勢(shì)。來(lái)源于鳥類翅膀上下振蕩擺動(dòng)獲得升力的啟發(fā)，振蕩翼獲能研究最早始于1981年，Mckinney等[3]的振蕩翼試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水翼升沉和俯仰運(yùn)動(dòng)的相位差在π/2附近時(shí)，獲能效率最大，指出了其優(yōu)異的獲能能力。近些年清潔新能源開發(fā)研究受到重視，振蕩翼水流能發(fā)電裝置的新奇設(shè)計(jì)也受到研究人員的廣泛關(guān)注。目前，振蕩翼獲能研究主要分為3種類型，全主動(dòng)式、半主動(dòng)式和全被動(dòng)式[4]；全主動(dòng)式就是強(qiáng)制水翼按
振動(dòng)與沖擊 2022年18期2022-09-30
- AutoNaut構(gòu)型波浪滑翔器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)值模擬
船，該船通過(guò)前后水翼將船體俯仰吸收的能量轉(zhuǎn)換為前向動(dòng)力，表面搭載太陽(yáng)能電池板提供控制能源，于2017年在珠海荷包島海域成功進(jìn)行了海試[3]。在理論研究上，學(xué)者研究主要集中于推進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)理研究和參數(shù)優(yōu)化。Yu等[4]建立了海洋移動(dòng)浮標(biāo)的動(dòng)力學(xué)模型，利用數(shù)值積分法求解常微分方程，得到了平臺(tái)和水翼的響應(yīng)，并將方程簡(jiǎn)化，得到浮標(biāo)升沉運(yùn)動(dòng)、彈簧剛度系數(shù)和前進(jìn)速度之間的關(guān)系，結(jié)果表明隨著浮標(biāo)升沉運(yùn)動(dòng)幅值的增加，浮標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)增加，且水翼擺角增大。B?ckmann等
科學(xué)技術(shù)與工程 2022年22期2022-09-29
- 小河道撲動(dòng)水翼裝置推水流動(dòng)特性研究
本文提出利用撲動(dòng)水翼進(jìn)行水體推動(dòng)的方法，以提升平原小河道的水動(dòng)力條件。撲動(dòng)水翼是由魚類游動(dòng)方式簡(jiǎn)化而來(lái)的，具有阻力小、噪聲低、效率高、機(jī)動(dòng)性好等特點(diǎn)。自文獻(xiàn)[11]提出撲動(dòng)水翼可以作為一種新式螺旋槳以來(lái)，撲動(dòng)水翼的推進(jìn)性能成為了研究熱點(diǎn)[12-15]，撲動(dòng)水翼的應(yīng)用范圍也被不斷擴(kuò)展，比如利用串聯(lián)水翼從非恒定場(chǎng)中獲得推進(jìn)力的波浪滑翔機(jī)[16-17]，以及利用水翼從波浪中獲取能量的海洋能量采集裝置等[18-19]。文獻(xiàn)[20]對(duì)比了撲動(dòng)、擺動(dòng)以及純俯仰3種運(yùn)動(dòng)
農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2022年8期2022-09-14
- 典型參量對(duì)全被動(dòng)式振蕩水翼獲能規(guī)律的影響
]。近年來(lái)，振蕩水翼式潮流能裝置受到了廣泛關(guān)注，振蕩水翼式潮流能裝置相較于水平軸及垂直軸水輪機(jī)具有工作半徑小、可安裝于淺水區(qū)域、對(duì)環(huán)境的影響小、裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)[3]。初步分析及試驗(yàn)研究表明，振蕩水翼式潮流能裝置具有較高的能量利用率，甚至可與水平軸及垂直軸水輪機(jī)相媲美[4]。振蕩水翼式潮流能裝置根據(jù)控制策略的不同可分為：全主動(dòng)式、半主動(dòng)式、全被動(dòng)式[5-6]。全主動(dòng)及半主動(dòng)式是控制水翼的升沉或俯仰運(yùn)動(dòng)，使其按照規(guī)定的形式運(yùn)動(dòng)，目前已經(jīng)得到了廣泛的研究。全
海洋工程 2022年4期2022-08-17
- 繞振動(dòng)水翼空化發(fā)展及水動(dòng)力學(xué)特性研究
中發(fā)生空化現(xiàn)象的水翼大多數(shù)處于振動(dòng)狀態(tài)下，為更好地分析實(shí)際生活中的水翼空化現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)繞不同振動(dòng)方式下的水翼的空化發(fā)展研究是十分有必要的。至今為止，對(duì)于振動(dòng)水翼周圍的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)等的分析相對(duì)較少。McCroskey[14]詳細(xì)描述了振蕩翼型在非定常流動(dòng)下的情況，其中主要分析了影響前緣渦分離的兩個(gè)因素：雷諾數(shù)和翼型的最大轉(zhuǎn)角。Ducoin等[15]對(duì)處于不同振蕩速度下的水翼周圍空化流動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究分析，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比指出水翼振蕩速度的增加將會(huì)對(duì)水翼的空化
振動(dòng)與沖擊 2022年13期2022-07-14
- 高速船舶減阻水翼附體數(shù)值計(jì)算分析
球鼻艏技術(shù)和消波水翼技術(shù)等。在船型優(yōu)化方面，錢建魁等[1]基于iSight 多學(xué)科優(yōu)化平臺(tái)建立了一套基于CFD 的船型優(yōu)化系統(tǒng)，并對(duì)某一母型船進(jìn)行了船型優(yōu)化，結(jié)果顯示所得優(yōu)化船型的興波阻力下降了5.97%，總阻力減小了9.42%；劉鑫旺等[2]基于自主開發(fā)的船型優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件OPTShip-SJTU，對(duì)某郵輪進(jìn)行了多航速船舶阻力性能優(yōu)化，得到在2 種目標(biāo)航速下總阻力分別降低了0.65%和0.98%的船型。從減阻的角度來(lái)講，船形優(yōu)化技術(shù)的缺點(diǎn)是，一種船體形狀只
中國(guó)艦船研究 2022年3期2022-07-05
- 基于渦量矩理論的繞振蕩水翼渦動(dòng)力學(xué)分析1)
要工程領(lǐng)域.振蕩水翼作為軸流泵、水輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)水力機(jī)械中的重要基礎(chǔ)研究單元,繞其復(fù)雜流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)水力機(jī)械的動(dòng)力特性有重要影響[7-9].研究發(fā)現(xiàn)繞動(dòng)態(tài)邊界的流場(chǎng)常常存在流態(tài)轉(zhuǎn)捩、流動(dòng)分離、失速旋渦演化等復(fù)雜流動(dòng)行為.早在20 世紀(jì)90 年代,文獻(xiàn)[10]便通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了一振蕩NACA0012 機(jī)翼表面的壓力分布與渦通量,成功證實(shí)了機(jī)翼吸力面上動(dòng)態(tài)失速渦的出現(xiàn)、發(fā)展與分離過(guò)程.根據(jù)旋渦出現(xiàn)的不同位置分別定義有前緣渦(LEV)、尾緣渦(TEV)等.以沉浮翼型為研究
力學(xué)學(xué)報(bào) 2022年5期2022-06-16
- 翼尖形狀對(duì)小展弦比擺翼水動(dòng)力性能的影響
]研究了將擺動(dòng)的水翼置于船體下方作為助推裝置，通過(guò)與海浪耦合，利用船體的升沉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生附加推力，達(dá)到節(jié)能的目的。Mao[7]研究了擺翼作為海洋結(jié)構(gòu)物主動(dòng)式穩(wěn)定鰭，通過(guò)調(diào)節(jié)擺動(dòng)角度與擺動(dòng)幅度來(lái)適應(yīng)周圍環(huán)境變化，能夠較好地維持航行器低航速下的穩(wěn)定性。此外，也有研究者將擺翼設(shè)計(jì)成能量收集裝置，Kumar等[8]在擺翼前方設(shè)計(jì)了彈性板，使得擺翼可以在海浪中被動(dòng)地發(fā)生擺動(dòng)，達(dá)到能量收集的目的。在擺翼的應(yīng)用中，其運(yùn)動(dòng)模型一般是前進(jìn)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及周期性平動(dòng)的多自由度耦合運(yùn)動(dòng)。
船舶力學(xué) 2022年5期2022-05-31
- 基于流固耦合的水翼渦振特性分析
壞隱身性能。針對(duì)水翼的振動(dòng)現(xiàn)象，國(guó)內(nèi)外的眾多學(xué)者展開了研究。Chen等[1]采用SSTk-ω湍流模型對(duì)平行槽水翼葉片進(jìn)行數(shù)值分析，研究了水翼位置和間距對(duì)渦產(chǎn)生的抑制效果和流動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明，葉片間距越小，越容易產(chǎn)生渦，并根據(jù)分析結(jié)果選取翼型。Huang等[2]選用NACA0012翼型進(jìn)行了試驗(yàn)，著重探究了翼梢對(duì)渦激振動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)翼梢處容易產(chǎn)生渦量大的渦。Huerre等[3]以及Oertel[4]通過(guò)試驗(yàn)分別給出了流動(dòng)不穩(wěn)定性時(shí)渦發(fā)放特點(diǎn)和鈍體尾流形
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2022年4期2022-05-09
- 重疊網(wǎng)格技術(shù)下振蕩水翼的水動(dòng)力特性
直軸水輪機(jī)、振蕩水翼式發(fā)電裝置。其中水平軸水輪機(jī)的開發(fā)和利用最為完備和成熟；垂直軸水輪機(jī)具有對(duì)于來(lái)流方向不敏感的特點(diǎn)，但是能量利用率偏低。振蕩水翼式發(fā)電裝置的能量捕獲效率較高，淺海領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯[4]，并且加工工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景較好。1981年，Mckinney等[5]進(jìn)行了利用振蕩翼捕獲來(lái)流能量的實(shí)驗(yàn)，并就實(shí)驗(yàn)值和理論解進(jìn)行了對(duì)比，并對(duì)理論公式進(jìn)行了修正。Zhu[6]設(shè)計(jì)了被動(dòng)式單翼的獲能機(jī)構(gòu)，依靠彈簧提供的回復(fù)力實(shí)現(xiàn)水翼在線性剪切流作用下的升沉、俯
哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年12期2021-12-13
- 新型震蕩水翼應(yīng)用于實(shí)船的推進(jìn)性能研究
舶推進(jìn)效率。震蕩水翼能夠?qū)⒉ɡ四苻D(zhuǎn)化為動(dòng)能，分為主動(dòng)式和被動(dòng)式2 種，是船用助推裝置中較為常見(jiàn)的形式[1–3]。本文研究的意義在于，以現(xiàn)有的震蕩水翼輔助推進(jìn)裝置為基礎(chǔ)，提出一種能夠有效改善船舶推進(jìn)性能的新型震蕩水翼輔助推進(jìn)裝置，為波浪能助推領(lǐng)域的研究提供更多理論參考。傳統(tǒng)的被動(dòng)式震蕩水翼輔助推進(jìn)裝置主要存在以下不足：1）為確保水翼處于波谷時(shí)仍可正常工作，傳統(tǒng)水翼一般安裝在自由液面以下較深的位置。但波浪能隨深度的增加呈指數(shù)下降，即震蕩水翼提供的推進(jìn)效率較低。
艦船科學(xué)技術(shù) 2021年8期2021-09-18
- 波浪滑翔器柔性水翼推進(jìn)性能數(shù)值仿真分析
2波浪滑翔器柔性水翼推進(jìn)性能數(shù)值仿真分析劉 芬1,彭 彬1,孫秀軍3,4*,桑宏強(qiáng)1,2(1.天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,天津,300387; 2.天津市現(xiàn)代機(jī)電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300387; 3.中國(guó)海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島,266100; 4.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,山東 青島,266237)水翼是波浪滑翔器波浪動(dòng)力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件,直接決定了波浪滑翔器的航行性能。文中研究了波浪滑翔器柔性水翼的推進(jìn)性能,根據(jù)波浪滑翔
水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2021年4期2021-09-10
- 翼身融合水下滑翔機(jī)剖面水翼定常吸流主動(dòng)流動(dòng)控制數(shù)值研究
身融合滑翔機(jī)剖面水翼(NACA0015二維翼型)定常吸流主動(dòng)流動(dòng)控制數(shù)值研究,探究在水翼吸力面施加不同開口位置、不同吸流偏角和不同吸流比的定常吸流對(duì)NACA0015水翼升阻特性的影響規(guī)律和機(jī)理。1 物理模型及數(shù)值計(jì)算方法1.1 NACA0015水翼定常吸流模型NACA0015翼型是常見(jiàn)翼身融合水下滑翔機(jī)剖面翼型之一,其最大厚度為弦長(zhǎng)c的15%。如圖1所示,本文研究的NACA0015水翼弦長(zhǎng)c=500 mm,自由來(lái)流速度大小為U∞,來(lái)流攻角為α,定常吸流開口
西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年4期2021-09-07
- 波浪滑翔機(jī)橢圓形后緣水翼動(dòng)力特性研究
動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)。通過(guò)水翼，波浪滑翔機(jī)將波浪能量直接轉(zhuǎn)換為向前推進(jìn)的機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)海上移動(dòng)，極大節(jié)省電力能源[1]。基于水面母船上100～150 W太陽(yáng)能電池板的發(fā)電單元，及鋰電池組構(gòu)成的蓄能單元，波浪滑翔機(jī)設(shè)置了小型光伏供電模塊，為控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、傳感器和其他海洋觀測(cè)設(shè)備提供電能[2]。在充分利用可再生能源的基礎(chǔ)上，波浪滑翔機(jī)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的海上連續(xù)工作，具有成本相對(duì)較低、續(xù)航能力長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境友好、隱蔽能力高等特點(diǎn)，在海洋水文觀測(cè)[3]、生物學(xué)研究[4]、海洋
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2021年3期2021-08-19
- 不同形狀擺翼推進(jìn)器水動(dòng)力性能的數(shù)值預(yù)報(bào)
等[4]指出柔性水翼比剛性水翼會(huì)產(chǎn)生更高的推力值，也具有更高的推進(jìn)效率，但柔性水翼存在大量的控制參數(shù)，不利于變量控制。Anderson等[5]研究發(fā)現(xiàn)在一定條件下剛性水翼的推進(jìn)效率仍高達(dá)87%，遠(yuǎn)高于目前主流的螺旋槳推進(jìn)器。從研究現(xiàn)狀來(lái)看，基于二維水翼求解，忽略水翼的三維效應(yīng)，化繁為簡(jiǎn)的研究已經(jīng)取得了大量的理論和實(shí)驗(yàn)成果。然而，真實(shí)的三維流動(dòng)不同于二維的情況，由于繞流在上、下翼面會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，三維水翼表面的流動(dòng)存在展向速度，所以會(huì)形成尾渦層，從而在翼尖處向
中國(guó)艦船研究 2021年3期2021-06-08
- 考慮擋板對(duì)空化脫落的抑制效應(yīng)數(shù)值分析
都是從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的水翼著手，逐步往結(jié)構(gòu)復(fù)雜的螺旋槳或者泵發(fā)展。根據(jù)空化不同的形態(tài)和形式，空化可以被分為片空化，云空化，超空化和渦空化等。片空化本身就是非定常的，在生成并發(fā)展到一定的程度后就會(huì)坍塌破碎成一束束細(xì)碎的空泡，并從附著在水利設(shè)備上的片空化脫離開來(lái)，形成云空化[2]。大量的觀察和研究被用來(lái)分析片空化發(fā)展成云空化的機(jī)理機(jī)制，最先被發(fā)現(xiàn)的片空化脫落機(jī)制是回射流機(jī)制。Knapp等[3]發(fā)現(xiàn)在空化流動(dòng)中存在與主流方向相反的回射流。Furness等[4]對(duì)一個(gè)二
海洋工程 2020年6期2020-12-16
- 基于重疊網(wǎng)格方法的新型組合震蕩水翼輔助推進(jìn)性能研究
助推進(jìn)裝置就是以水翼在自由液面以下隨波浪產(chǎn)生升沉和縱搖的周期性震蕩運(yùn)動(dòng)，水翼震蕩運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生水平方向的推力，進(jìn)而為船舶推進(jìn)提供輔助動(dòng)力[1?3]，降低船舶主機(jī)的輸出功率，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。一般而言，輔助推進(jìn)裝置多應(yīng)用于低速船、無(wú)人艇等小型船舶上，震蕩水翼沿船舶橫向布置，寬度為船舶型寬的0.8～2.5倍。為了防止水翼在升沉運(yùn)動(dòng)處于波谷時(shí)不出水，還要確保水翼有一定的入水深度。諸多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明[4?6]，對(duì)低速小型船舶加裝輔助推進(jìn)裝置對(duì)船舶節(jié)能是行之有效的，
艦船科學(xué)技術(shù) 2020年10期2020-11-14
- 波浪滑翔器水下?tīng)恳龣C(jī)滑翔動(dòng)力分析
水下?tīng)恳龣C(jī)自重和水翼最大俯仰角對(duì)其影響尤為突出。文中以“海哨兵”波浪滑翔器為研究對(duì)象, 采用牛頓-歐拉方程建立水翼動(dòng)力學(xué)模型, 對(duì)最優(yōu)自重及最優(yōu)角度進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)仿真, 并將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果可知, 受到多種因素的影響, 兩者數(shù)據(jù)存在一定偏差, 但兩者總體趨勢(shì)相近, 數(shù)據(jù)顯示20°俯仰角為水翼的最優(yōu)俯仰角, 3級(jí)海況條件下, 45 kg的自重使得水下?tīng)恳龣C(jī)在下滑時(shí)間和下滑位移方面更加匹配波浪特性。文中在部分參數(shù)確定的情況下, 研究自
水下無(wú)人系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2020年3期2020-07-01
- 波浪動(dòng)力船水翼的推進(jìn)性能分析
動(dòng)而帶動(dòng)水下推進(jìn)水翼的擺動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)力；另一種常被稱作波浪動(dòng)力船，其水翼安裝在船只的艏部或艉部，利用水翼隨著船體在波浪中的垂蕩與縱搖運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推進(jìn)力。國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者針對(duì)這2 種波浪能驅(qū)動(dòng)的航行器開展了長(zhǎng)期的研究，本文將主要針對(duì)波浪動(dòng)力船展開相關(guān)研究。在數(shù)值模擬及仿真方面，Belibassakis 等[1]對(duì)位于船體下方的撲動(dòng)機(jī)翼進(jìn)行了水動(dòng)力分析，并對(duì)其在恒定前進(jìn)速度下的隨機(jī)波動(dòng)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，在一定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)范圍內(nèi)，船舶具有顯著的推力、減振和減搖力矩
中國(guó)艦船研究 2020年1期2020-06-03
- 波浪滑翔機(jī)彈性水翼性能模型試驗(yàn)
8]對(duì)波浪滑翔機(jī)水翼間距與水翼個(gè)數(shù)對(duì)波浪滑翔機(jī)的性能影響進(jìn)行研究。張禹等[9]應(yīng)用某勢(shì)流理論分析軟件對(duì)波浪滑翔機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬和仿真，發(fā)現(xiàn)波浪滑翔機(jī)在高海況下可以產(chǎn)生更大推力，但同時(shí)阻力也會(huì)相應(yīng)增加。呂元博等[10]根據(jù)CFD仿真模擬得出，水翼的最佳逆時(shí)針限位角與海況無(wú)關(guān)，而順時(shí)針旋轉(zhuǎn)限位角隨具體海況的變化而變化。Wang等[11]采用牛頓-歐拉法建立了波浪滑翔機(jī)的4自由度數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真模擬得出適當(dāng)?shù)睦|繩長(zhǎng)度及波浪滑翔機(jī)母船與水下滑翔機(jī)部分的重量比能夠
實(shí)驗(yàn)室研究與探索 2020年1期2020-04-28
- 基于直角網(wǎng)格法的單個(gè)和陣列布置下柔性水翼繞流數(shù)值模擬*
114)研究柔性水翼在不可壓縮流體中的水動(dòng)力特性, 對(duì)于船舵和減搖鰭等海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化具有重要意義.本文將自主開發(fā)的徑向基函數(shù)虛擬網(wǎng)格法求解器擴(kuò)展到模擬繞單個(gè)或多個(gè)柔性水翼的不可壓縮流動(dòng)問(wèn)題.數(shù)值模型基于虛擬網(wǎng)格有限差分法考慮浸入邊界對(duì)流場(chǎng)的影響, 引入緊支徑向基函數(shù)(compact supported radial basis function, CSRBF)以物面 Lagrangian 質(zhì)點(diǎn)追蹤復(fù)雜的柔性動(dòng)邊界.基于該方法, 首先模擬了均勻流
物理學(xué)報(bào) 2020年4期2020-02-28
- 射流對(duì)繞水翼云空化流動(dòng)抑制機(jī)理研究1)
[15-17]對(duì)水翼流動(dòng)模型進(jìn)行一維簡(jiǎn)化和分析，發(fā)現(xiàn)空化流動(dòng)中的低頻壓力脈動(dòng)與空穴積對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)成正比，揭示了空化流場(chǎng)中低頻壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的根源，將空化激振力與空化狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行了定量描述.在空化狀態(tài)和發(fā)展的控制策略上，一般采取被動(dòng)控制和主動(dòng)控制的方法.被動(dòng)控制是通過(guò)某種方式改變壁面特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不需要向流場(chǎng)提供能量，因而容易實(shí)現(xiàn)，可操作性強(qiáng).但很難實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工況的交互精準(zhǔn)調(diào)節(jié)[18-20].主動(dòng)控制通過(guò)采取注入氣體、聚合物和水等的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)的控制
力學(xué)學(xué)報(bào) 2020年1期2020-02-23
- 截流板/尾楔對(duì)加裝T型水翼的雙體船阻力影響的數(shù)值計(jì)算
? 要：加裝T型水翼能改善雙體船的耐波性，但同時(shí)會(huì)引起船體總阻力的增加。在船體尾部加裝截流板/尾楔，可以改善尾部流場(chǎng)，提升船體的阻力性能。本文對(duì)截流板/尾楔對(duì)加裝T型水翼的雙體船阻力性能的影響進(jìn)行了研究。采用CFD數(shù)值計(jì)算方法對(duì)加裝截流板/尾楔的雙體船尾部流場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果顯示，本文所采用的方法能夠用于加裝附體的雙體船的阻力預(yù)報(bào)，截流板/尾楔能夠改善雙體船的尾部流場(chǎng)，從而降低加裝T型水翼的雙體船的阻力。關(guān)鍵詞：截流板;尾楔;雙體船;水翼;減阻中圖分類
廣東造船 2019年2期2019-06-22
- 水翼對(duì)高速雙體船縱向減搖性能影響研究
的使用價(jià)值，其中水翼為減搖附體中比較有實(shí)用價(jià)值的一種。本文對(duì)高速雙體船上水翼的攻角、尺寸、安裝方式等方面進(jìn)行布局與設(shè)計(jì)，并且基于靜特征數(shù)[3]的附體減搖能力分析方法，來(lái)分析靜水中水翼對(duì)高速雙體船的縱向減搖能力，為高速雙體船在實(shí)際風(fēng)浪中航行時(shí)水翼對(duì)高速雙體船的縱向運(yùn)動(dòng)控制研究和減搖能力分析提供基礎(chǔ)和依據(jù)。1 某高速雙體船水動(dòng)力數(shù)值計(jì)算本文以Fluent軟件[4]為數(shù)值求解工具，所計(jì)算的某高速雙體船的主要尺度參數(shù)見(jiàn)表1。本節(jié)中對(duì)某高速雙體船的水動(dòng)力進(jìn)行數(shù)值計(jì)算
艦船科學(xué)技術(shù) 2019年4期2019-05-16
- 水翼吸力面布置凹槽抑制空化研究
張慶典，王曉放?水翼吸力面布置凹槽抑制空化研究王 巍，唐 滔，盧盛鵬，焦建雄，張慶典，王曉放（大連理工大學(xué)海洋能源利用與節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連 116024）空化引起不同程度振動(dòng)、沖擊和噪聲，加劇物體表面空蝕，使結(jié)構(gòu)提早發(fā)生疲勞。為有效抑制和延緩空化發(fā)生和空泡脫落，該文提出了在水翼吸力面布置凹槽的方法，旨在通過(guò)水翼表面結(jié)構(gòu)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)空化流動(dòng)的調(diào)節(jié)。在數(shù)值模擬研究中，采用Realizable湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型，圍繞8°攻角下N
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2019年2期2019-02-25
- 質(zhì)量靜矩和慣性矩對(duì)水翼流致振動(dòng)及噪聲影響的數(shù)值研究
舶行業(yè)中，有很多水翼[1-3]結(jié)構(gòu)，像減搖鰭、舵、水翼艇的滑行水翼、潛艇的圍殼舵和尾翼等都是典型的水翼結(jié)構(gòu)。水翼結(jié)構(gòu)在水中前行時(shí)會(huì)產(chǎn)生升力和力矩，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)可以用翼型的受力特點(diǎn)來(lái)改善船舶的水動(dòng)力性能，應(yīng)該注意到的是，翼型結(jié)構(gòu)自身可以看成是一個(gè)彈性體，在流場(chǎng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和變形，當(dāng)流體作用力較小或者說(shuō)翼型結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大時(shí)，這種振動(dòng)會(huì)隨時(shí)間趨于收斂，但是，當(dāng)流場(chǎng)作用力達(dá)到一種臨界狀態(tài)時(shí)，翼型會(huì)產(chǎn)生發(fā)散或者顫振，發(fā)散是指速度大于一定值時(shí)，翼型的位移會(huì)不斷增
振動(dòng)與沖擊 2019年4期2019-02-22
- 基于連桿機(jī)構(gòu)綜合的水下仿生推進(jìn)裝置設(shè)計(jì)?
海龜可以利用前肢水翼的運(yùn)動(dòng)推進(jìn)身體前進(jìn)，相比螺旋槳推進(jìn)方式，具有靈活性好、噪聲低、渦流利用率高等優(yōu)點(diǎn)[1]。研究海龜?shù)男羞M(jìn)機(jī)理，對(duì)于研究水下航行器新型驅(qū)動(dòng)方式、優(yōu)化動(dòng)力能源和降低噪聲具有理論研究意義和實(shí)用價(jià)值[2]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)仿海龜推進(jìn)技術(shù)及機(jī)理進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了一些研究成果。文獻(xiàn)[3]通過(guò)模擬海龜水翼運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)出“Flapping Foil”航行器。文獻(xiàn)[4]利用伺服電機(jī)控制葉片的位置和姿態(tài)，模擬了海龜水翼運(yùn)動(dòng)并研制出仿海龜運(yùn)動(dòng)的水下機(jī)器人
- NACA 0012擺動(dòng)水翼水動(dòng)力特性的二維數(shù)值模擬
景。波浪滑翔機(jī)的水翼是影響其航行性能的重要因素。針對(duì)水翼的水動(dòng)力性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。Kraus［4］通過(guò)建立模型，對(duì)波浪滑翔機(jī)各部位進(jìn)行了六自由度模擬，確定水翼最大擺角為20°時(shí)最優(yōu)，模擬得出滑翔機(jī)在不同海況下的各項(xiàng)水動(dòng)力學(xué)參數(shù)。賈立娟［5］利用FLUENT軟件研究了翼型、擺角等對(duì)水翼水動(dòng)力學(xué)特性的影響，發(fā)現(xiàn)擺角為18°時(shí)水翼的水動(dòng)力性能較好。Sun等［6］針對(duì)果蠅翅膀的主動(dòng)擺動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平均升力系數(shù)可以達(dá)到準(zhǔn)靜態(tài)升力系數(shù)的2倍。
中國(guó)艦船研究 2018年2期2018-04-18
- Foiler“飛行游艇”是一款時(shí)尚的混合動(dòng)力水翼艇
司的Foiler水翼艇采用了混合動(dòng)力柴油電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)和可伸縮的水翼系統(tǒng)，完全擁有豪華游艇的性能。在水翼艇模式下，游艇可以平穩(wěn)地穿過(guò)1.5米高的海浪而平穩(wěn)前行。Foiler是最新的混合動(dòng)力豪華游艇/水翼融合裝置，整合了一個(gè)有趣的柴電推進(jìn)系統(tǒng)。這艘游艇將兩臺(tái)320馬力的寶馬引擎結(jié)合起來(lái)，為Enata Marine公司的兩臺(tái)電動(dòng)魚雷發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這艘游艇在水翼飛行模式下的最高時(shí)速為40節(jié)（74公里/小時(shí)）。Foiler還可以在全電動(dòng)模式下運(yùn)行，以最高時(shí)速10節(jié)
中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào) 2018年10期2018-04-12
- 基于 HydroSTAR 的水翼五體船耐波性優(yōu)化研究
體和片體之間加裝水翼構(gòu)造水翼五體船，在此基礎(chǔ)上借助耐波性通用軟件 HydroSTAR 對(duì)不同水翼攻角水翼五體船及原五體船耐波性計(jì)算，并對(duì)相關(guān)耐波性指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，以此研究水翼五體船的攻角優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，水翼五體船的縱搖幅值、橫搖幅值及垂蕩幅值明顯低于五體船，且在低頻波段 NACA4415 翼型水翼五體船最優(yōu)攻角在 10° 左右?；?HydroSTAR 的水翼五體船耐波性優(yōu)化研究匡培欽1,2，柳存根1,2，汪學(xué)鋒1,2，周翀劍1,2(1. 高
艦船科學(xué)技術(shù) 2017年2期2017-04-17
- 基于數(shù)值模擬的水翼五體船耐波性分析
劍基于數(shù)值模擬的水翼五體船耐波性分析匡培欽，柳存根，汪學(xué)鋒，周翀劍為改善五體船在小搖蕩時(shí)的耐波性，提出在側(cè)體和主船體之間加裝水翼構(gòu)造水翼五體船，借助HydroStar水動(dòng)力學(xué)軟件，依托Wigley片體五體船進(jìn)行水翼五體船耐波性計(jì)算對(duì)比。結(jié)果表明，由于水翼的減搖減震及升力作用，在側(cè)體和主船體之間加裝水翼可以明顯降低五體船的縱搖幅值、橫搖幅值及垂蕩幅值，提高五體船的耐波性。五體船；水翼；縱搖穩(wěn)性；垂蕩；橫搖穩(wěn)性隨著高性能船舶設(shè)計(jì)研發(fā)熱度的增加，五體船以其在快速
船海工程 2017年1期2017-03-04
- 運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)近波面拍動(dòng)翼推進(jìn)性能的影響
50001)研究水翼不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)近波面二維剛性拍動(dòng)翼推進(jìn)性能的影響。首先，根據(jù)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)建立了近液面水翼的計(jì)算模型，然后采用速度邊界造波及動(dòng)網(wǎng)格等方法對(duì)不同參數(shù)下水翼的運(yùn)動(dòng)及水動(dòng)力性能進(jìn)行模擬和分析，最后，計(jì)算比較水翼處于無(wú)界流中及近靜水面時(shí)性能。研究結(jié)果表明：恰當(dāng)?shù)?span id="j5i0abt0b" class="hl">水翼搖擺與升沉間相位差能夠有效增加翼推力，提高翼推進(jìn)效率及波浪能利用效率。波面的存在及恰當(dāng)?shù)囊頁(yè)u擺與升沉相位差可增加水翼尾渦梯度、減小渦分布范圍，從而增加翼推力及效率。此外，水
- 水翼渦激振動(dòng)的數(shù)值模擬研究
200240）水翼渦激振動(dòng)的數(shù)值模擬研究劉胡濤1，張懷新1，2，姚慧嵐1（1.上海交通大學(xué) 船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海 200240；2.高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心（船海協(xié)創(chuàng)中心），上海 200240）對(duì)二維水翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行流固耦合運(yùn)動(dòng)分析，利用大渦模擬方法計(jì)算高雷諾數(shù)下水翼繞流場(chǎng)，流場(chǎng)力作用于二自由度剛體上導(dǎo)致周期性的垂蕩和轉(zhuǎn)動(dòng)，龍格庫(kù)塔法求解剛體水翼的運(yùn)動(dòng)方程，位移參數(shù)作為下一時(shí)間步流場(chǎng)計(jì)算的邊界條件，具體通過(guò)編譯自定義函數(shù)控制剛體運(yùn)動(dòng)和流場(chǎng)網(wǎng)
艦船科學(xué)技術(shù) 2016年6期2016-11-15
- 振動(dòng)翼推進(jìn)器在波浪中的水動(dòng)力性能分析
姣摘 要：將一組水翼安裝在水面無(wú)人艇底部一定深度處，在波浪作用下，水翼將跟隨艇體作垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生推力，使無(wú)人艇實(shí)現(xiàn)低速自主航行。本文利用FLUENT軟件分析二維搖蕩水翼在波浪中的推進(jìn)性能。關(guān)鍵詞：水翼；推力性能；無(wú)人艇中圖分類號(hào)： U661.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAbstract： A group of hydrofoils were installed on the bottom of an unmanned surface vessel at a
廣東造船 2016年4期2016-10-26
- 被動(dòng)式擺動(dòng)水翼潮流能量獲取技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究
1)?被動(dòng)式擺動(dòng)水翼潮流能量獲取技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究徐建安, 孫洪雨(哈爾濱工程大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)葉片式水輪機(jī)在潮流能量獲取過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出一種模仿水中生物尾部擺動(dòng)的被動(dòng)式擺動(dòng)水翼潮流能量獲取技術(shù)。在分析水翼的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功率系數(shù)、效率、折算頻率等各參數(shù)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了被動(dòng)式擺動(dòng)水翼潮流能量獲取實(shí)驗(yàn)裝置；在三套正反向曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作用下，被動(dòng)式擺動(dòng)水翼實(shí)現(xiàn)了兩自由度周期循環(huán)，利用飛輪克服曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年2期2016-04-25
- 二維水翼空化數(shù)值模擬
NACA0006水翼為計(jì)算對(duì)象，用FLUENT14.0對(duì)空化的心態(tài)及過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得出水翼空化流動(dòng)的一些特性。首先是計(jì)算無(wú)空泡狀態(tài)（采用單相流）是的壓力系數(shù)分布，然后在模擬有空泡繞流時(shí)，通過(guò)改變場(chǎng)內(nèi)壓強(qiáng)來(lái)計(jì)算不同空泡數(shù)時(shí)的空泡形態(tài)。關(guān)鍵詞：空化 多相流 水翼 數(shù)值模擬空化是液體介質(zhì)流動(dòng)中所特有的一種現(xiàn)象，空化被重視主要源于其危害性?？栈F(xiàn)象的發(fā)生不僅會(huì)造成水利機(jī)械的性能下降，非定常的空化流動(dòng)還會(huì)引起一些非定常流動(dòng)特性出現(xiàn)，如振動(dòng)、噪聲以及由非定常流動(dòng)引
中國(guó)水運(yùn) 2015年11期2015-12-08
- 水下升力體水翼船制作
水翼船的水翼采用了類似于飛機(jī)機(jī)翼的升力原理，只是兩者所處的介質(zhì)不同。由于水的密度比空氣的密度要大800倍，所以，水翼船的水翼翼展無(wú)需做得像飛機(jī)那樣長(zhǎng)就能取得所需要的升力。盡管如此，要取得使船體離開水面滑行的升力，像機(jī)翼一樣扁平的傳統(tǒng)水翼船的水翼還是要做得比船體寬。這對(duì)于要經(jīng)常停靠碼頭的船舶而言，確實(shí)是一件很不方便的事。而要支撐起前后兩個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)單薄的水翼，又不得不采用一些很復(fù)雜的支架，這又給水翼船帶來(lái)了很大的附加阻力。能否把水翼的寬度縮小到船體的寬度以內(nèi)，
中學(xué)科技 2014年12期2015-01-06
- 雙體小水線面水翼復(fù)合船浮態(tài)及阻力試驗(yàn)研究
0)雙體小水線面水翼復(fù)合船浮態(tài)及阻力試驗(yàn)研究劉亞?wèn)|(上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海 200240)對(duì)采用非自控組合水翼系統(tǒng)的雙體小水線面水翼復(fù)合船(HYSWATH)模型進(jìn)行了浮態(tài)及阻力性能的試驗(yàn)研究，測(cè)量并分析了模型的吃水、縱傾角、阻力隨航速、水翼位置和攻角變化的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明HYSWATH模型在體航、過(guò)渡和翼航等不同航行狀態(tài)時(shí)的縱傾角都比較小，說(shuō)明非自控組合水翼系統(tǒng)可以保證HYSWATH模型在整個(gè)航行過(guò)程中的浮態(tài)；同時(shí)，前水翼的位置和攻角的
海洋工程裝備與技術(shù) 2014年3期2014-12-10
- 小水線面單體水翼船制作
大家都知道水翼船，傳統(tǒng)水翼船就是船底下裝有像飛機(jī)機(jī)翼一樣的水翼的船，在水翼船航行時(shí)，水翼在水中產(chǎn)生升力，將船體托離水面，使得船體受到的水的阻力大為減少，從而提高了船的航速。因此，傳統(tǒng)水翼船曾經(jīng)有過(guò)輝煌的發(fā)展時(shí)期，特別是在軍用艦艇中更得到了飛速的發(fā)展，它的航速最快可達(dá)60多節(jié)（1節(jié)等于1海里/時(shí)，1海里為1.852千米）。傳統(tǒng)水翼船的不足然而，水翼船的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。由于水翼在水下深度上的延伸，加大了船的吃水深度，水翼船的水翼往往超出船體的寬度，使得水翼
中學(xué)科技 2014年10期2014-11-03
- 帶自控翼穿浪雙體船縱向運(yùn)動(dòng)研究
。本文在傳統(tǒng)固定水翼和尾壓浪板的基礎(chǔ)上引入自控翼系統(tǒng)，根據(jù)切片理論，利用Matlab編程計(jì)算穿浪雙體船的縱向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果分析得到水翼的最佳運(yùn)動(dòng)控制方式，進(jìn)而得到穿浪雙體船帶自控翼時(shí)的縱向運(yùn)動(dòng)。對(duì)比結(jié)果表明，自控翼系統(tǒng)可以較大地減小穿浪雙體船的縱搖幅值。穿浪雙體船;減搖效果;自控翼;切片理論0 引 言船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)性能是衡量其性能是否優(yōu)良的一個(gè)重要標(biāo)志，而縱向運(yùn)動(dòng)性能對(duì)穿浪型雙體船來(lái)說(shuō)尤為重要，過(guò)大的縱向運(yùn)動(dòng)幅值將嚴(yán)重?fù)p害船的航行性能指標(biāo)。在
艦船科學(xué)技術(shù) 2014年6期2014-07-31
- 波浪動(dòng)力艇模型自航試驗(yàn)及數(shù)值仿真
控制機(jī)構(gòu)配置時(shí)的水翼工作過(guò)程，并估算在一定波浪參數(shù)下波浪動(dòng)力艇可達(dá)到的航速，所估算的航速與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。被動(dòng)式擺翼；波浪推進(jìn)；模型試驗(yàn)；數(shù)值仿真0 引 言由波浪引起的搖蕩運(yùn)動(dòng)是船舶在海上航行時(shí)阻力增加的主要原因。在船舶設(shè)計(jì)中，通常采取為主機(jī)增加儲(chǔ)備功率的措施來(lái)克服由波浪引起的阻力增值，同時(shí)設(shè)置舭龍骨或減搖鰭這類專用附體以降低搖擺幅度。盡管采用附體的方法比較直接，但會(huì)進(jìn)一步增加阻力，而引入減搖鰭等主動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，又會(huì)增加額外能耗。人類在研究海洋哺乳類動(dòng)物的
中國(guó)艦船研究 2014年2期2014-07-19
- 高速?gòu)?fù)合型水翼船運(yùn)動(dòng)特性仿真研究
體船主要包括雙體水翼船和三體水翼船［2］。Calkins［3］最先提出三體水翼船概念，研究表明該船型比傳統(tǒng)三體船及水翼船具有更好的快速性和耐波性。任俊生等人［4］研究了雙體水翼船在首浪和尾浪條件下的運(yùn)動(dòng)，但未考慮船體阻力及推力的影響。羊少剛等人［5］研究了基于勢(shì)流理論的水翼船運(yùn)動(dòng)，但沒(méi)有分析船體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。本文以改裝的三體水翼船TR3800［6］為例，分析船體受力并建立其垂直面非線性數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB研究單操水翼對(duì)船體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的影響。1 三體水翼船受
機(jī)械工程與自動(dòng)化 2014年3期2014-05-07
- 基于仿生學(xué)原理的滑翔式水翼艇模型設(shè)計(jì)?
生學(xué)原理的滑翔式水翼艇模型設(shè)計(jì)?常軍然，謝 崟，王 凡（江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院，江西贛州 341000）為豐富水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，增加其娛樂(lè)性和競(jìng)技性，設(shè)計(jì)了一款單人駕駛的滑翔式水翼艇模型?；陲w魚可實(shí)現(xiàn)滑翔的啟發(fā)，利用仿生學(xué)原理，采用形態(tài)仿生和結(jié)構(gòu)仿生相結(jié)合的理念，對(duì)水翼艇進(jìn)行了外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并對(duì)其主要零部件的外形和安裝位置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，生成了3D模型圖。依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，制作了簡(jiǎn)易模型，并進(jìn)行水面航行試驗(yàn)，跳躍效果良好。該試驗(yàn)結(jié)果，可為進(jìn)一步研制載人水上跳躍
機(jī)械研究與應(yīng)用 2013年4期2013-01-29
- 振動(dòng)半圓柱尾流中的二維擺動(dòng)水翼推進(jìn)性能研究
和搖擺運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)水翼。Streitlien[4]在流場(chǎng)中布置點(diǎn)渦，應(yīng)用勢(shì)流理論研究了點(diǎn)渦對(duì)二維擺動(dòng)水翼水動(dòng)力性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)二維擺動(dòng)水翼能夠從點(diǎn)渦中吸收能量從而提高推進(jìn)效率。Gopalkrishnan[5]將大展弦比的擺動(dòng)水翼置于卡門渦街中，從而找到了幾種旋渦和水翼渦相互作用的模式。Beal[6]也作了類似于Gopalkrishnan的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明擺動(dòng)水翼能夠吸收旋渦中的能量從而提高推力。Zhu等人[7]采用三維非線性面元法研究了擺動(dòng)尾鰭在魚體脫
船舶力學(xué) 2012年4期2012-09-22
- 高速輕型穿浪雙體船縱向運(yùn)動(dòng)改善措施研究
穿浪雙體船開展了水翼改善縱向運(yùn)動(dòng)的理論和試驗(yàn)研究，分析了水翼形式、尺度和安裝位置等對(duì)縱向運(yùn)動(dòng)的影響規(guī)律。數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果的比較表明，計(jì)及水翼—船體水動(dòng)力干擾影響的切片理論可滿足WPC加水翼后波浪中縱向運(yùn)動(dòng)計(jì)算的需要，但在縱向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)峰值處數(shù)值計(jì)算結(jié)果偏高。模型試驗(yàn)表明，250 t級(jí)WPC加裝水翼后，迎浪縱搖和垂蕩有義幅值可減少20%～30%。穿浪雙體船；縱向運(yùn)動(dòng)；水翼；耐波性1 引言穿浪雙體船（WPC）綜合了深V型船和小水線面船的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的耐波性、
中國(guó)艦船研究 2012年2期2012-07-19
- 近自由面三維水翼的水動(dòng)力分析及試驗(yàn)研究
）1 引 言由于水翼已經(jīng)在水翼復(fù)合船、滑行艇和兩棲戰(zhàn)車等交通工具上得到了廣泛的應(yīng)用[1-4]，因而研究三維水翼的水動(dòng)力性能是非常必要的，其中，自由面對(duì)水翼性能的影響是不可忽視的。研究分析不同航速下水翼的性能以及水翼與船體間的相互影響，對(duì)水翼的實(shí)際應(yīng)用有重要的意義。國(guó)際上，Park和Chun[5]使用一種高階邊界元法對(duì)三維翼繞流進(jìn)行了計(jì)算，Xie和Vassalos[6]基于勢(shì)流理論應(yīng)用面元法對(duì)帶自由面三維水翼進(jìn)行了研究。在國(guó)內(nèi)，汪淳和鄒早建[7]利用Rank
船舶力學(xué) 2011年10期2011-06-07
- 柔性擺動(dòng)水翼弦向變形模式及其對(duì)推進(jìn)性能的影響研究
336）柔性擺動(dòng)水翼弦向變形模式及其對(duì)推進(jìn)性能的影響研究王志東1，張曉慶2，叢文超1（1江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2挪威船級(jí)社，上海 200336）在Bose變形模式及懸臂梁受力變形分析的基礎(chǔ)上，提出了擺動(dòng)水翼新的柔性變形模式，推導(dǎo)出弦向變形方程，給出了擺動(dòng)水翼變形運(yùn)動(dòng)描述及動(dòng)網(wǎng)格處理技術(shù)，利用數(shù)值方法研究了柔性變形模式、柔度系數(shù)、弦向變形長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)柔性水翼推進(jìn)特性的影響，指出了擺動(dòng)水翼高推進(jìn)性能對(duì)應(yīng)的柔性模式與變形參數(shù)。
船舶力學(xué) 2010年7期2010-06-07
- 基于MSC.Patran的水翼升力求解方法研究
40821)對(duì)于水翼船船體，在翼行狀態(tài)下，船體完全離開水面，船體重量?jī)H由首尾水翼支撐。傳統(tǒng)的研究方法需要在不同條件下進(jìn)行試驗(yàn)，每次試驗(yàn)都需要調(diào)整多種參數(shù)，如水翼的安裝角度和水翼支柱的高度等，準(zhǔn)備工作較為繁雜，這就需要找到一種參數(shù)化建模的方法，減少手工勞動(dòng)。根據(jù)水翼升力面理論計(jì)算方法，結(jié)合大量的水翼試驗(yàn)，中國(guó)船舶科學(xué)研究中心摸索出一套計(jì)算任意平面形狀水翼的升力面計(jì)算方法，本文在此基礎(chǔ)上使用MSC.Patran作為開發(fā)和使用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了水翼升力求解方法[1]。1
船海工程 2007年6期2007-01-28