波浪滑翔器動力學(xué)分析及性能優(yōu)化.pdf

1、波浪滑翔器是一款波浪驅(qū)動的海面無人船，它由水面母船和水下牽引機組成。由于波浪滑翔器能夠完成長時序、大航程的移動觀測任務(wù)，近年來廣泛應(yīng)用于世界各地的國防、科研和商業(yè)等領(lǐng)域。建立準(zhǔn)確的波浪滑翔器動力學(xué)模型，通過各種手段分析波浪滑翔器的運動特征，通過仿真與實驗對其進行優(yōu)化，特別是針對提高波浪滑翔器前向運動速度的優(yōu)化，是波浪滑翔器大規(guī)模國產(chǎn)化不可逃避的問題。本文針對以上問題，開展了如下研究工作:
　　首先，本文整理并引用最新數(shù)據(jù)對國內(nèi)外波

2、浪滑翔器的研究現(xiàn)狀進行了較為詳細的分析與比較，并對波浪滑翔器動力學(xué)研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了簡要概述。
　　其次，建立了適用的波浪滑翔器動力學(xué)模型，分析了水面母船和水下牽引機的受力，通過牛頓歐拉方法建立了波浪滑翔器動力學(xué)模型，并利用流體力學(xué)仿真方法對其前向推力進行了驗證。
　　再次，仿真得到了波浪滑翔器在典型海況下的動力學(xué)特性，分析了不同海況下“海哨兵”波浪滑翔器的前向速度與海況參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)波高與波周期的聯(lián)合分布規(guī)律推算

3、了各級海況下波浪滑翔器的前向速度。
　　然后，仿真得出了波浪滑翔器翼板的最優(yōu)運動方式、翼板回復(fù)彈簧的最優(yōu)剛度系數(shù)以及翼板運動夾角的最優(yōu)極限位置，提出了波浪滑翔器在全海況下的最優(yōu)運動形式。
　　最后，對“海哨兵”波浪滑翔器的三次海試的實驗數(shù)據(jù)進行了分析，驗證本文對波浪滑翔器的各項仿真分析的有效性。
　　研究表明:通過對比仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)，可以得出本文對“海哨兵”波浪滑翔器的動力學(xué)行為分析較為可信，其優(yōu)化之后的前向速度也