| 水下滑翔器力学性能分析与总体外形设计 |
| 英文题名 | Mechanical Performance Analysis and Overall Design of Autonomous Underwater Gliders
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| 郭宗凯
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| 导师 | 彭世镠
; 樊菁
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| 2014
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| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位类别 | 硕士
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| 学位专业 | 流体力学
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| 摘要 | 水下滑翔器（Autonomous Underwater Glider，AUG）是一种新型的用于海洋环境监测和海洋资源探测的重要平台，由于具有工作寿命长、成本低、噪声低、航程大等优点，水下滑翔器在海洋监测领域逐渐发挥着越来越重要的作用，受到国内外海洋科学工作者的广泛关注。本文的设计、研究对象水声滑翔器也是水下滑翔器的一种，在净浮力的作用下产生锯齿形的滑翔运动，在静默的状态下滑翔下潜或上浮，使用装配在舱体内的矢量水听器完成监测任务。 本文设计了一款具有新构型的水下滑翔器，建立了用于分析滑翔运动的动力学模型，并且使用FLUENT模拟了在一定速度下滑翔的水下滑翔器的性能，证明了设计的合理性与适用性。 本文的主要研究内容如下： 1. 本文首先详细描述了水下滑翔器基本运行原理，对航行器运行过程的受力做了详细分析，建立了航行器动力学模型，并且通过适当的假设简化出应用于滑翔性能分析的静态性能基本方程；然后，基于静态性能基本方程编制程序，详细计算了不同密度、质量以及升力面面积的航行器的相关滑翔数据，得到了一组有关航行器滑翔性能的曲线，通过这些曲线取得相对应的可获得最大航程的速度、下滑角； 2. 从基本原理出发，结合水声监听的功能要求，设计了新的水下滑翔器构型，确定采用水滴型艏部和艉部外形，水平翼和垂尾均后置的布局； 3. 使用CFD分析软件FLUENT对所设计的水下滑翔器进行了水动力学仿真模拟，以攻角为变量，得到了某滑翔速度下运行的水下滑翔器升力系数和阻力系数，得到了符合飞行力学一般关系的升阻力关系，并且最终拟合出和飞行器相类似的极曲线。 |
| 索取号 | 31094
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48974
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| 专题 | 高温气体动力学国家重点实验室
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
郭宗凯. 水下滑翔器力学性能分析与总体外形设计[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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