波浪滑翔機水下牽引機結構設計與分析

作者：曹守啟,馮江偉

摘要：為滿足對遠洋環境進行長時間、大范圍監測的實際需求,設計提出一種波浪動力滑翔機,該設備是一種無需攜帶能源即可實現自主航行的新型海洋監測平臺,其主體結構由水面母船、水下牽引機和柔性纜繩三大部分組成。平臺通過即時獲取海洋中的波浪能、太陽能、風能作為行走的動力源,克服了傳統海洋監測設備在能源供應上存在的短板。為進一步提升水下牽引機對波浪能的利用率,采用Ansys軟件中的Fluent模塊對水下牽引機進行水動力仿真研究,分析了側翼板形狀、側翼板工作最大擺動角度以及側翼板安裝分布間距對滑翔機總體行走效率的影響。結果表明:NACA翼型側翼板具有更好的水動力性能;隨著最大擺動角度的增加,水下牽引機的推進效率先增大后減小,最大擺角在20°左右時,推進效果最佳;隨著側翼板分布間距的增大,水下牽引機的推進效率逐漸減小,分布間距在80 mm左右時,推進效果最佳。

發文機構：上海海洋大學工程學院

關鍵詞：波浪滑翔機結構組成結構設計水動力分析性能優化wave gliderstructural componentsstructure designhydrodynamic analysisperformance optimization

分類號： P751[交通運輸工程—港口、海岸及近海工程][天文地球—海洋科學]U662.2