潛水器螺旋槳和舵翼的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、智能潛水器技術(shù)隨著海洋資源的開發(fā)而逐漸受到各國的關(guān)注。作為人類開發(fā)利用海洋資源的重要工具,AUV用各種電池來提供推進(jìn)的能量,因此所選電池的體積和質(zhì)量限制了AUV的持久力以及可以攜帶的設(shè)備。為了使?jié)撍鞯暮匠套畲蠡?設(shè)計時就需要綜合艇體的水動力性能和高效的推進(jìn)器效率以及良好的操縱性。通過數(shù)值模擬的方法,對潛水器展開研究,分析其水動力性能有著非常重要的意義。論文針對潛水器螺旋槳和舵翼的優(yōu)化設(shè)計,開展了如下三方面的研究工作:
　　首先,

2、論文對潛水器的螺旋槳進(jìn)行了詳細(xì)地圖譜設(shè)計,在設(shè)計航速下根據(jù)已知轉(zhuǎn)速確定最佳的螺旋槳直徑,而后進(jìn)行強度校核,確保所設(shè)計的螺旋槳滿足強度要求。接著對所設(shè)計的螺旋槳進(jìn)行了參數(shù)的優(yōu)化,通過優(yōu)化螺旋槳的直徑和螺距來改進(jìn)螺旋槳的效率。論文中也考慮了舵翼的優(yōu)化設(shè)計,將水平方向的穩(wěn)定性橫準(zhǔn)數(shù)作為限制條件,優(yōu)化舵翼的參數(shù)以保證對回轉(zhuǎn)直徑的要求。
　　其次,論文計算了某常規(guī)螺旋槳的水動力性能和帶尾部附體SUBOFF潛艇的阻力性能,考慮網(wǎng)格數(shù)和湍流模型

3、對計算結(jié)果的影響,選擇合適的網(wǎng)格劃分方式和湍流模型對上述所設(shè)計的螺旋槳以及計算潛水器的模型進(jìn)行了CFD的模擬計算。
　　最后,論文中分析了雙螺旋槳敞水工作時相互之間的干擾問題,比較隨著兩者之間距離的變化,螺旋槳性能的改變。為了研究槳舵的不同布置方式對潛水器性能的影響,文中根據(jù)螺旋槳的數(shù)目和位置的不同分為四種總布置方式,首先分析了不同布局下帶螺旋槳時艇體的阻力與不帶槳時潛水器艇體阻力的差異,而后將螺旋槳、潛水器艇體和舵翼作為一個整體