單船拖網(wǎng)作業(yè)具有高效、主動(dòng)、靈活的捕撈特點(diǎn),是我國(guó)目前海洋捕撈漁業(yè)中最主要的作業(yè)方式。網(wǎng)板是單船拖網(wǎng)系統(tǒng)中重要的屬具,用來(lái)提供水平張力擴(kuò)張網(wǎng)口,其水動(dòng)力性能的優(yōu)劣將直接影響拖網(wǎng)作業(yè)的漁獲效率和經(jīng)濟(jì)效益。網(wǎng)板在拖行過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一定的阻力,占到整個(gè)拖網(wǎng)系統(tǒng)阻力的30%,不僅會(huì)增加漁船耗油量,提高拖網(wǎng)作業(yè)的成本,還會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體。因此,對(duì)網(wǎng)板水動(dòng)力特性進(jìn)行研究,研制高效、低耗、環(huán)保型的網(wǎng)板對(duì)海洋捕撈和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本文主要對(duì)兩種形式的網(wǎng)板進(jìn)行了研究,其一為立式曲面網(wǎng)板,利用CFD數(shù)值模擬的方法研究了網(wǎng)板的水動(dòng)力系數(shù)隨沖角的變化,討論了展弦比對(duì)立式曲面網(wǎng)板水動(dòng)力特性的影響;其二為一種新型的蝠翼式網(wǎng)板,采用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法研究了網(wǎng)板在不同沖角時(shí)的水動(dòng)力性能,討論了桅傾角對(duì)網(wǎng)板水動(dòng)力特性的影響,并通過(guò)后處理軟件分別對(duì)兩種型式網(wǎng)板周圍的流場(chǎng)進(jìn)行了可視化研究,為網(wǎng)板的改進(jìn)與優(yōu)化提供支撐。本文一共包含五章:第一章為緒論,主要介紹了課題的研究背景、網(wǎng)板簡(jiǎn)介、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和本文的工作內(nèi)容。第二章介紹了CFD數(shù)值模型的基本理論,包括控制方程、湍流模型和數(shù)值計(jì)算方法等。第三章介紹了立式曲面網(wǎng)板數(shù)值模型的建立,并將網(wǎng)板水動(dòng)力系數(shù)的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證,分析了網(wǎng)板的水動(dòng)力隨沖角的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明展弦比越大,網(wǎng)板的失速角和最大升力系數(shù)越小,升阻比越大,而穩(wěn)定性越差。第四章首先介紹了蝠翼式網(wǎng)板物理模型試驗(yàn)的試驗(yàn)方法,將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)隨著桅傾角的增大,失速角會(huì)減小,對(duì)應(yīng)的升阻比則會(huì)變大。然后介紹了數(shù)值模型的建立以及驗(yàn)證,對(duì)不同沖角下網(wǎng)板的水動(dòng)力特性進(jìn)行了分析,并將網(wǎng)板周圍的流場(chǎng)進(jìn)行了可視化研究,看出隨著沖角增大,網(wǎng)板背流面會(huì)出現(xiàn)水流分離現(xiàn)象,而翼端渦具有抑制水流分離的效果。最后是對(duì)本文研究成果的總結(jié)和展望。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U661.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 網(wǎng)板簡(jiǎn)介
        1.2.1 網(wǎng)板的類型
        1.2.2 網(wǎng)板幾何參數(shù)
        1.2.3 網(wǎng)板的水動(dòng)力
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究工作
2 數(shù)值模擬的基本理論
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k–ω模型
        2.2.2 SST（剪切壓力傳輸）k–ω模型
    2.3 邊界條件
    2.4 計(jì)算網(wǎng)格
    2.5 數(shù)值計(jì)算方法
    2.6 小結(jié)
3 立式曲面網(wǎng)板水動(dòng)力特性數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬建立
        3.1.1 網(wǎng)板參數(shù)優(yōu)選
        3.1.2 網(wǎng)板模型建立
        3.1.3 計(jì)算網(wǎng)格劃分
        3.1.4 邊界條件設(shè)置
        3.1.5 求解器設(shè)置
    3.2 數(shù)值模型驗(yàn)證
        3.2.1 物模試驗(yàn)
        3.2.2 數(shù)模結(jié)果驗(yàn)證
    3.3 立式曲面網(wǎng)板數(shù)值模擬結(jié)果
        3.3.1 升阻力系數(shù)與沖角的關(guān)系
        3.3.2 升阻比與沖角的關(guān)系
m與沖角的關(guān)系'>        3.3.3 俯仰力矩系數(shù)C_m與沖角的關(guān)系
    3.4 網(wǎng)板周圍流場(chǎng)研究
        3.4.1 網(wǎng)板中心線流場(chǎng)分析
        3.4.2 網(wǎng)板翼端流場(chǎng)分析
    3.5 立式曲面網(wǎng)板的優(yōu)化與改進(jìn)
    3.6 小結(jié)
4 蝠翼式網(wǎng)板水動(dòng)力特性研究
    4.1 物理模型試驗(yàn)
        4.1.1 模型設(shè)計(jì)
        4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
        4.1.3 試驗(yàn)布置
        4.1.4 試驗(yàn)工況及方法
    4.2 試驗(yàn)結(jié)果
        4.2.1 網(wǎng)板水動(dòng)力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系
        4.2.2 網(wǎng)板升阻力系數(shù)與沖角的關(guān)系
        4.2.3 升阻比與沖角的關(guān)系
        4.2.4 討論
    4.3 數(shù)值模擬
        4.3.1 網(wǎng)板形狀討論
        4.3.2 數(shù)值模型建立
        4.3.3 數(shù)值模型驗(yàn)證
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果
        4.4.1 網(wǎng)板升阻力系數(shù)與沖角的關(guān)系
        4.4.2 網(wǎng)板表面壓力分布
        4.4.3 不同深度截面速度分布
        4.4.4 網(wǎng)板中心線處流場(chǎng)
        4.4.5 不同沖角時(shí)的翼端渦流
    4.5 與拖網(wǎng)的配合應(yīng)用
    4.6 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2894423