發(fā)布時(shí)間：2017-11-08 19:08

  本文關(guān)鍵詞：第三代全海深載人潛水器阻力性能及載人艙結(jié)構(gòu)研究

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【摘要】：在世界范圍內(nèi)，以美國(guó)、日本為首的發(fā)達(dá)國(guó)家正在向11000m的深淵海底發(fā)起挑戰(zhàn)。美國(guó)“Trieste”號(hào)、“Deepsea Challenger”號(hào)載人潛水器都已經(jīng)成功下潛至11000m的海底。美國(guó)DOER Marine公司，Triton公司，Hawkes Ocean Technologies公司也正在加緊全海深載人潛水器的研制。據(jù)日本《讀賣新聞》2014年1月7日?qǐng)?bào)道，日本文部省2013年5月已將“深海12000”載人潛水器列為國(guó)家最優(yōu)先開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，計(jì)劃在2023年將載人潛水器“深海12000”投入海試。同時(shí)，第二代深海載人潛水器下潛速度慢、海底作業(yè)時(shí)間短的缺點(diǎn)亟待改善。在此背景下，下潛速度更快的第三代全海深載人潛水器應(yīng)運(yùn)而生。 論文首先總結(jié)了幾家技術(shù)領(lǐng)先的水下工程公司所提出的第三代全海深載人潛水器的設(shè)計(jì)概念，在技術(shù)概念的層面上描繪了第三代全海深載人潛水器的大致輪廓。本文重點(diǎn)研究的是第三代全海深載人潛水器阻力性能和載人艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)于潛水器阻力性能，本文在李志偉研究分析Deepsea Challenger、Deepflight Challenge的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)消化、研究了DOER Marine公司正在研制的Deepsearch全海深載人潛水器的阻力性能。建立了Deepsearch潛水器外形的參數(shù)化表達(dá)形式，并用試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面模型、CFD計(jì)算等方法得到了潛水器阻力系數(shù)和包絡(luò)線體積與外形參數(shù)間的關(guān)系，建立了阻力系數(shù)和包絡(luò)線體積的近似計(jì)算公式。并用遺傳算法對(duì)潛水器的外形進(jìn)行了優(yōu)化，得到了一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 根據(jù)對(duì)Deepsearch潛水器阻力性能的研究，本文得出了減小最大直徑、提高長(zhǎng)徑比是提高載人潛水器阻力性能最有效方法的結(jié)論。要減小潛水器最大直徑，就需要減小載人艙的徑向尺寸。雙球載人艙有徑向尺寸小、長(zhǎng)徑比大的優(yōu)點(diǎn)，，是理想的全海深載人艙結(jié)構(gòu)形式。本文首先根據(jù)潘彬彬等提出的載人球極限強(qiáng)度計(jì)算公式結(jié)合有限元計(jì)算得到了全海深單球載人艙的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并討論了初始幾何缺陷幅值對(duì)全海深單球載人艙極限強(qiáng)度的影響。在本文所提出的內(nèi)半徑為800mm和650mm的兩個(gè)全海深單球載人艙結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文又進(jìn)一步提出了一種全海深雙球載人艙的設(shè)計(jì)方案，并討論了載人艙連接通道部分相關(guān)參數(shù)對(duì)載人艙極限強(qiáng)度和連接通道高應(yīng)力區(qū)應(yīng)力水平的影響。 本文關(guān)于第三代全海深載人潛水器阻力性能和載人艙結(jié)構(gòu)的研究對(duì)于我國(guó)今后研制、開發(fā)第三代全海深載人潛水器有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.941

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1158431