文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
滑行艇的型线优化设计及性能分析
姓名:朱凯
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋结构物设计制造
指导教师:邹劲
20070101
下航行时使主机处于最佳工况下工作疃üβ实﹐%簿褪峭г谡摘要本课题来源于校内基金之智能高速水面无人艇项目,目的是为无人艇设计一个满足各项技术指标的,阻力性能最优,又具有良好耐波性的平台。为了减小技术风险,应用已有的相对成熟的理论方法和经验,作者建议选用滑行艇作为无人艇的平台。首先,以一条性能优良的某边防巡逻艇作为母型,依照滑行艇的设计要领,适度改变一些主要特征参数,如斜升角、重心纵向位置、折角线长等,设计出两个艇型方案,并制作了相应的模型,进行了一系列不同配置的阻力试验和两组相应于实艇以巡航速度航行于三级海况下的耐波性试验。引用了近年来有关喷溅阻力的研究成果,对枇浪惴ń行了修正,用两条模型的阻力试验数据进行了验证,表明该方法提高了估算的精度,为艇型优化作了数学准备。提出了一种基于航态相似的阻力换算方法,与傅鲁德换算法进行实例计算对比,证明该方法是简单而有效的,同时证明了实艇在两种不同航速下航行的功率比最小等价于其模型在相应速度下的阻力差最小。这为艇型优化提供了理论依据。鉴于项目中规定的无人艇之最高航速与巡航速度差别很大这一要求,本论文提出了这样一种优化思路,在保证能达到最高航速的前提下,尽可能使艇在巡航速度两种航速下航行时的功率比最小。依照阻力换算的结论,这等价于模型在对应航速下航行时阻力差最小。与实艇的最高航速和巡航速度相对应的模型速度分别是痵和/R哉庋桓鲇呕勘甑闹傅枷拢韭畚姆直鸩捎昧罚函数法和神经网络对艇型特征参数进行优化,并用优化结果设计了第三条模型。从该模型的阻力试验结果来看,在/保枇τ兴龃螅籰/成功的。最后,对三条模型的数据进行了统一分析处理。由于艇在高速段航行时,。本论文只对痵低速航行的耐波性试验情况进行了谱分析预报,而甇/那应与波浪之间的相位谱,因而无法运用瞬态分析技术预报,而采用了仅仅使与/叫惺钡淖枇Σ盥晕⒓跣 U鬯愕阶枇ο凳纯矗呕峁Ω盟凳况则采用了时域分析法处理。由于试验设备的限制,试验没有取得艇运动响用历史数据的时间序列分析法进行了运动姿态短期预报,取得了良好的效果。哈尔滨下稃大学硕宦畚
关键词:滑行艇;修正ǎ蛔枇凰悖恍拖哂呕菏盜、序列分析哈尔滨檀笱镀哐宦畚
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作者┳:苤坠哈尔滨工程大学学位论文原创性声明伽吖年翴本声明的法律结果由本人承担。本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到日期:
第滦髀引言近年来,无人水面舰艇以其独特的性能特点:模块化、无人、高速、智能等优势,在未来的非对称战争中起到不可忽视的作用,益引起世界各国的重视。当今世界几个主要军事强国,都在无人水面舰艇上投入了很多人力物力,也取得了很多成果,如美国的“斯巴达”无人侦查艇,德国的“弗兰肯塔尔”级无人扫雷艇,以色列的“保护者”海军无人巡逻艇等,都已投入实际使用,并获得了海军的良好评价。可以说,水面舰艇的无人化,是今后舰艇的一个发展趋势。然而目前我国在水面高速艇技术方面的研究还处于起步阶段,在实艇建造方面几乎是空白。为了跟踪,适应现代战争和科学技术不断进步的需要,研制具有自主知识产权的智能高速水面无人艇,具有重大而深远的意义。无人艇是一个复杂的系统,其研制内容涉及众多学科,诸多领域,如雷达、遥感、光学、声纳、计算机、控制、仿真、流体、结构等等。然而研制无人艇之平台——艇本身,是其它各个研究方面的基础和先导。在没有确定艇型之前,就无法获得真实可靠的水动力系数,也就无法进行实质意义的控制和仿真研究。艇的航海性能的好坏还直接影响到艇上设备的使用效能。因如何选用合适艇型是一个