本文關(guān)鍵詞：波浪動力艇試驗(yàn)研究

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【摘要】：波浪動力艇的研究主要是開發(fā)一套波能吸收裝置，將船體從波浪中獲得的搖蕩動能轉(zhuǎn)化為推動船前進(jìn)的動力。這項(xiàng)波浪推進(jìn)技術(shù)在工程上可用于一種不依賴化石燃料、能在海上長時間自主巡航的低速無人艇。該無人艇在波能推進(jìn)機(jī)構(gòu)的減搖作用下，將比同樣尺度的船舶具有更好的耐波性，從而更適合應(yīng)用在航線既定的海洋數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測警戒或通訊導(dǎo)航任務(wù)中。 本文以模型試驗(yàn)為主要手段。通過采集和分析模型靜水阻力和波浪中自航試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，研究波浪推進(jìn)裝置的阻力特性和波浪動力艇的整體工作性能。 論文參考現(xiàn)有的波浪動力船結(jié)構(gòu)形式，并結(jié)合海上遠(yuǎn)程無人艇的使用要求，在原有雙體快速性試驗(yàn)船模的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，為試驗(yàn)機(jī)構(gòu)提供安裝平臺。根據(jù)所采用的被動式擺動水翼波浪推進(jìn)原理，設(shè)計分析并制作了結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集方面，波面位移用常規(guī)的有線傳感器測量。為了在大范圍移動且無固定運(yùn)動參照物的情況下測量試驗(yàn)艇的運(yùn)動參數(shù)，設(shè)計并組裝了一套基于慣性測量原理的無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，可實(shí)現(xiàn)搖蕩信號的實(shí)時測量和傳輸。分別應(yīng)用LabVIEW和MATLAB軟件，編制了數(shù)據(jù)采集和分析程序。 為估計波能推進(jìn)裝置產(chǎn)生的推力大小，，估算了船體在靜水中的阻力，并分別對船體和安裝了擺翼機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼w進(jìn)行了拖曳試驗(yàn)，得出靜水阻力曲線。在模型靜水阻力曲線的基礎(chǔ)上，疊加AQWA軟件計算的一階波浪漂移力，得到波浪中的模型阻力曲線。在拖曳試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)推進(jìn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的阻力在航速較高時增長過快，故認(rèn)為本文中的波浪推進(jìn)機(jī)構(gòu)形式只適用于低速推進(jìn)。 頂浪和隨浪狀態(tài)下的自航試驗(yàn)表明：各波浪周期下試驗(yàn)艇的航速均隨波高線性增長，但增長的速度各不相同。兩種浪向中航速均在船體搖蕩最為劇烈時對波高的變化最為敏感，說明被動擺翼工作時依賴局部垂蕩運(yùn)動提供動力。擺翼數(shù)值仿真得出了基本正確的推力估值，顯示了水翼軌跡。頂浪時縱搖運(yùn)動的響應(yīng)峰值較為尖銳，但總體響應(yīng)函數(shù)小于隨浪時的值。頂浪的垂蕩響應(yīng)總大于隨浪。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1175459