【摘 要】
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近年来对海洋资源的开发利用成为了社会的研究热点,推动了国内外学者关于水下航行器各方面的研究工作.其中航行器的外形设计是研究中较为重要的一部分,直接影响其在水中行进时所表现流体性能的优劣.自然界中存在的各种鱼类以其阻力性能好等优点吸引了科研工作者广泛关注.为设计流体性能较好的航行器壳体外形,本文将目光放在了双髻鲨身上,它的头部就像一个水中翼,帮助其在海洋中灵活的游动.本文以其为仿生的对象,首先建立模型分析了3种不同双髻鲨的头部减阻效果,选定锤头双髻鲨的生物形体特征作为壳体外形特征曲线,并结合工程实际设计了一
【机 构】
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合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥230009
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近年来对海洋资源的开发利用成为了社会的研究热点,推动了国内外学者关于水下航行器各方面的研究工作.其中航行器的外形设计是研究中较为重要的一部分,直接影响其在水中行进时所表现流体性能的优劣.自然界中存在的各种鱼类以其阻力性能好等优点吸引了科研工作者广泛关注.为设计流体性能较好的航行器壳体外形,本文将目光放在了双髻鲨身上,它的头部就像一个水中翼,帮助其在海洋中灵活的游动.本文以其为仿生的对象,首先建立模型分析了3种不同双髻鲨的头部减阻效果,选定锤头双髻鲨的生物形体特征作为壳体外形特征曲线,并结合工程实际设计了一种仿生机器鱼外形,应用Ansys Mosaic技术建立三维流场结构化网格模型,对其进行Fluent仿真.随后与目前主流的翼型壳体外形和回转体航行器外形进行对比,重点研究其减阻性能.通过仿真分析得出,与上述两种常见的水下航行器相比,仿双髻鲨模型在定常流场中表现出更优秀的流体性能.本文还探究仿双髻鲨模型周围流场的特性,对于减少航行器对周围流场干扰方面和改善航行器隐蔽性方面的研究有一定的指导意义,同时也为水下航行器的设计提供新的方向.
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