带附体潜艇流场精细化模拟与时空演化特性 被引量：1

1

作者 卢博 黄桥高 +1 位作者 何幸 李晗 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期119-124,共6页

为研究潜艇附体流场精细流动特性,基于RANS(雷诺平均法)和IDDES(改进的延迟分离涡模拟),求解了某潜艇模型在不同附体影响下的流场,并对潜艇阻力特性、流场特征、围壳尾流涡结构演化规律和桨盘面流场特性开展研究.结果表明:本文数值方法... 为研究潜艇附体流场精细流动特性,基于RANS(雷诺平均法)和IDDES(改进的延迟分离涡模拟),求解了某潜艇模型在不同附体影响下的流场,并对潜艇阻力特性、流场特征、围壳尾流涡结构演化规律和桨盘面流场特性开展研究.结果表明:本文数值方法在围壳尾流能捕捉到精细涡结构,其中马蹄涡强度最高,梢涡次之,发卡涡由于持续扭曲变形,耗散较快,因此涡强度最低;在围壳尾流涡结构形成时间上,围壳梢涡形成最早,马蹄涡次之,发卡涡最晚;尾舵相比围壳引起艇体附近流场和压力场变化的区域小,但其引起的桨盘面处速度空间不均匀性和时间不均匀性比围壳大,且尾舵在与围壳共同影响桨盘面速度过程中,起主导作用. 展开更多

关键词 潜艇 附体 涡结构 阻力特性 桨盘面

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复合材料转子泵喷推进器的结构响应及流噪声特性研究

2

作者 卢博 宋博扬 +3 位作者 黄桥高 李晗 何幸 郑思洁 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第5期150-159,共10页

[目的]复合材料具有重量轻、耐腐蚀性强、高阻尼比高等优点,为提高水下航行器的综合性能,开展复合材料转子泵喷推进器的特性研究。[方法]首先,结合计算流体力学(CFD)与有限元法(FEM),建立复合材料转子泵喷推进器的双向流固耦合数值方法... [目的]复合材料具有重量轻、耐腐蚀性强、高阻尼比高等优点,为提高水下航行器的综合性能,开展复合材料转子泵喷推进器的特性研究。[方法]首先,结合计算流体力学(CFD)与有限元法(FEM),建立复合材料转子泵喷推进器的双向流固耦合数值方法和基于FW-H方程的流噪声预报方法;然后,针对不同工况,分析复合材料转子泵喷推进器的敞水性能、结构响应以及流噪声特性。[结果]结果表明:随着进速系数的增加,复合材料泵喷推进器的转子结构变形、应力应变均有所减小,而流噪声总声压级则先减小后增加,且在J=0.8时的最低值为87.60dB。与传统铝合金泵喷推进器相比,模型尺度下复合材料泵喷推进器的转子结构变形很小,未引起其水动力性能的明显变化;复合材料泵喷推进器的流噪声在特定频率时出现了小幅下降,同时噪声总声压级也有所下降。[结论]研究成果可为泵喷推进器的减重设计、降噪设计等综合性能优化提供理论依据。 展开更多

关键词 泵喷推进器 复合材料 敞水性能 结构响应 流噪声 计算流体力学 流固耦合

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蝠鲼自主游动数值模拟研究

3

作者 陈晓 叶继坤 +1 位作者 黄桥高 潘光 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第1期76-83,共8页

蝠鲼是胸鳍推进模式的典型代表,稳定性好,利于广域巡游,非常适合作为仿生航行器的仿生目标。建立蝠鲼两自由度自主游动的计算模型,耦合求解蝠鲼运动方程与流体动力方程,数值模拟了蝠鲼从静止状态启动加速,最终到达稳态巡游的自主游动过... 蝠鲼是胸鳍推进模式的典型代表,稳定性好,利于广域巡游,非常适合作为仿生航行器的仿生目标。建立蝠鲼两自由度自主游动的计算模型,耦合求解蝠鲼运动方程与流体动力方程,数值模拟了蝠鲼从静止状态启动加速,最终到达稳态巡游的自主游动过程,分析了蝠鲼游动速度、水动力、压力分布以及三维流场结构的时间历程变化。计算结果表明:在蝠鲼自主游动过程中,前游方向的速度、加速度、位移等完全由胸鳍柔性变形时产生的净推力以及前游时受到的净阻力共同决定,在加速阶段净推力占优,且推力主要由靠近鳍尖部分产生,推阻力平衡时蝠鲼到达稳态巡游阶段,蝠鲼胸鳍展向及弦向叠加的柔性变形会产生复杂的三维涡结构。文中提出的数值仿真方法以及对蝠鲼自主游动过程的研究为后续揭示蝠鲼游动机理奠定了基础。 展开更多

关键词 蝠鲼 自主游动 数值模拟 涡结构

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水下航行器艏部脉动压力及水动力噪声试验研究

4

作者 何幸 黄桥高 +1 位作者 卢博 潘光 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期488-495,共8页

水下航行器艏部的设计影响其在水中的流体动力性能,较好的线型设计可以减少水对艏部的直接冲击从而降低航行器水动力噪声。在拖曳水池中,针对5种具有不同艏部线型的航行器模型,使用脉动压力传感器和水听器对不同速度、不同流向位置的脉... 水下航行器艏部的设计影响其在水中的流体动力性能,较好的线型设计可以减少水对艏部的直接冲击从而降低航行器水动力噪声。在拖曳水池中,针对5种具有不同艏部线型的航行器模型,使用脉动压力传感器和水听器对不同速度、不同流向位置的脉动压力和水动力噪声进行了同步测试。试验结果表明,航行速度及艏部线型对脉动压力和水动力噪声均有显著影响。速度越大,流体流动的不稳定性增加,脉动压力强度增大;艏部线型在“尖锐”和“圆钝”之间存在临界值,使得脉动压力峰值的位置最靠后,表现出较低的水动力噪声。 展开更多

关键词 水下航行器 艏部线型 脉动压力 水动力噪声

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基于去噪概率扩散模型的蝠鲼流场智能化预测

5

作者 白靖宜 黄桥高 +2 位作者 高鹏骋 问昕 褚勇 《物理学报》 北大核心 2025年第10期153-166,共14页

为解决传统数值模拟方法在蝠鲼三维柔性大变形流场仿真中计算资源与时间上的局限性,本文提出一种基于去噪概率扩散模型的生成式人工智能方法(surf-DDPM),通过输入运动参数变量组,预测蝠鲼表面流场.首先,采用浸入边界法和球函数气体动理... 为解决传统数值模拟方法在蝠鲼三维柔性大变形流场仿真中计算资源与时间上的局限性,本文提出一种基于去噪概率扩散模型的生成式人工智能方法(surf-DDPM),通过输入运动参数变量组,预测蝠鲼表面流场.首先,采用浸入边界法和球函数气体动理学格式(IB-SGKS)建立蝠鲼扑动模态的数值计算方法,获取了在0.3—0.9 Hz频率和0.1—0.6倍体长幅值条件下共180组非定常流场数据集.其次,构建了噪声扩散过程的马尔科夫链和去噪生成过程的神经网络模型,并将运动参数与扩散时间步标签嵌入网络,完成模型训练.最后,验证了神经网络超参数对模型预测的影响,并可视化了未参与训练的多扑动姿态压力场和速度场预测结果,进行预报结果准确性、不确定度与预测效率量化分析.结果显示,该模型实现了具有大跨度高维上采样特征的蝠鲼表面流场数据的快速准确预测,预报结果全部位于95%置信区间内,单工况预测相较CFD方法效率提升99.97%. 展开更多

关键词 蝠鲼 流体力学 人工智能 流场预测

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自主水下航行器发展趋势及关键技术 被引量：74

6

作者 宋保维 潘光 +5 位作者 张立川 黄桥高 于洋 田文龙 董华超 张新虎 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期27-44,共18页

为推进和引导我国自主水下航行器(AUV)的发展,总结国内外AUV的研究现状,提出其系列化、集群化、体系化、大型化的发展趋势。重点探讨AUV总体多学科优化设计、结构与材料设计、动力与推进、导航与控制、探测与通信等关键技术,为更好地利... 为推进和引导我国自主水下航行器(AUV)的发展,总结国内外AUV的研究现状,提出其系列化、集群化、体系化、大型化的发展趋势。重点探讨AUV总体多学科优化设计、结构与材料设计、动力与推进、导航与控制、探测与通信等关键技术,为更好地利用AUV经略海洋,从而实现“进入海洋、探测海洋、利用海洋”的战略目标提出发展意见。 展开更多

关键词 自主水下航行器 海洋探测 无人系统 集群协同

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雷诺数对于方柱流致振动能量收集系统的影响 被引量：7

7

作者 韩鹏 潘光 +1 位作者 黄桥高 施瑶 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期928-936,共9页

在来流作用下,相较于圆柱,方形柱体会发生更为明显的振动响应,其具备良好的海洋能量收集特性。针对方柱流致振动能量收集系统展开数值模拟研究,结合SST k⁃ω湍流模型求解URANS方程来获得流场信息,并通过Newmark⁃β方法求解固体振动方程... 在来流作用下,相较于圆柱,方形柱体会发生更为明显的振动响应,其具备良好的海洋能量收集特性。针对方柱流致振动能量收集系统展开数值模拟研究,结合SST k⁃ω湍流模型求解URANS方程来获得流场信息,并通过Newmark⁃β方法求解固体振动方程。计算方法与实验数据及其他仿真模拟结果进行了对比,取得了良好的一致性。文章所选取的雷诺数范围为24000~160000,相应折合速度为3<Ur<20。结果表明,雷诺数对方柱的频率响应、振幅响应、脱涡模式以及能量获取效率均有不可忽视的影响。当雷诺数为88000时整个系统能量收集效率最高,为7.156%;在雷诺数大于120000后,方柱由涡激振动转向驰振,其振动响应及能量收集特性发生大幅变化,在雷诺数超过144000后方柱进入完全驰振状态。 展开更多

关键词 涡激振动 驰振 海流能能量捕获 雷诺数 方柱

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非正弦俯仰运动对扑翼自主推进的影响 被引量：2

8

作者 陈晓 黄桥高 +1 位作者 曹勇 潘光 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期96-101,共6页

采用数值仿真耦合求解流体动力方程与扑翼运动方程,建立扑翼-流体耦合的自主推进计算模型,数值模拟了非正弦俯仰运动下扑翼在前进方向及侧向的自主推进,研究在静水中不同运动波形及俯仰频率对自主推进速度、自主推进效率及流场结构的影... 采用数值仿真耦合求解流体动力方程与扑翼运动方程,建立扑翼-流体耦合的自主推进计算模型,数值模拟了非正弦俯仰运动下扑翼在前进方向及侧向的自主推进,研究在静水中不同运动波形及俯仰频率对自主推进速度、自主推进效率及流场结构的影响.结果表明:非正弦波形调节参数K和俯仰频率对自主推进前进速度、前进距离影响很大,提高K或频率,可增大平均前进速度、前进距离与侧向位移,并在K=2.5的方波取得平均速度最大值,相较于正弦波运动提高70.3%;自主推进效率及能量利用率随着K的减小不断增大,高频时推进效率高,低频时能量利用率高. 展开更多

关键词 俯仰运动 非正弦波形 自主推进 数值模拟 涡结构

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泵喷推进器水动力及流场特性研究综述 被引量：10

9

作者 李晗 黄桥高 +1 位作者 潘光 董新国 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期829-843,I0001,共16页

泵喷推进器(简称泵喷)是一种多部件组合式水动力推进装置,由导管及导管内的旋转叶栅(转子)和静止叶栅(定子)组成,具有高临界航速、重载、高效率和低辐射噪声等特点,最早于20世纪中叶在国外出现,初期主要用于鱼雷推进,后拓展到潜艇推进,... 泵喷推进器(简称泵喷)是一种多部件组合式水动力推进装置,由导管及导管内的旋转叶栅(转子)和静止叶栅(定子)组成,具有高临界航速、重载、高效率和低辐射噪声等特点,最早于20世纪中叶在国外出现,初期主要用于鱼雷推进,后拓展到潜艇推进,目前国外潜艇、高速鱼雷普遍采用泵喷推进,国内外泵喷的研究和应用存在巨大差异.近年来,因国外技术封锁、潜艇装备发展需求和拓展泵喷应用等,泵喷推进技术成为水下装备领域的研究热点.泵喷各部件间流场相互作用复杂、与航行体耦合程度高,其应用和推广需要对其水动力和流场特性的深入认识.本文介绍了泵喷的基本构成和特点,按方向和目的总结了泵喷的水动力和流场特性研究现状.从水动力特性的角度,介绍了泵喷推进器的推进特性、预报方法和水动力变化规律.从流场特性角度,介绍了间隙流场、转-定子干扰流场和尾流场等.分析并总结了泵喷水动力和流场特性的研究以及实际应用中所面临的主要挑战,提出对未来研究的展望. 展开更多

关键词 泵喷推进器 水动力 流场特性

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新工科背景下海洋工程大类培养的专业建设与实践--以西北工业大学航海学院为例 被引量：4

10

作者 黄桥高 潘光 曾向阳 《科教文汇》 2022年第1期48-51,共4页

当前,我国正在不断推进新工科的建设与改革,教育部正在组织全国高校开展新工科研究与实践立项。在新工科建设背景和需求下,文章以西北工业大学航海学院为例,结合国家发展战略、专业发展历程和人才培养特色,提出了海洋工程大类培养的新... 当前,我国正在不断推进新工科的建设与改革,教育部正在组织全国高校开展新工科研究与实践立项。在新工科建设背景和需求下,文章以西北工业大学航海学院为例,结合国家发展战略、专业发展历程和人才培养特色,提出了海洋工程大类培养的新模式。以强化学生的专业理论、实践能力和创新性思维为目的,以教学内容设计、教学方法创新和实践平台建设等方面为切入点,探索新工科背景下海洋工程大类培养的专业建设内容和方法,突出理论实践融合、“竞赛+实验”的课程建设特色及特点。 展开更多

关键词 新工科 海洋工程大类 专业建设 创新实践

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非正弦升沉运动对扑翼自主推进的影响

11

作者 陈晓 曹勇 +1 位作者 黄桥高 潘光 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期281-287,共7页

为了研究仿生推进机理以及仿生机器人,弥补非自主推进的局限性,采用数值方法耦合求解流体动力与扑翼运动,建立扑翼-流体耦合的自主推进计算模型,K作为波形调节参数使波形由三角波变为正弦波以及方波,数值模拟了2个频率-升沉幅值组合下... 为了研究仿生推进机理以及仿生机器人,弥补非自主推进的局限性,采用数值方法耦合求解流体动力与扑翼运动,建立扑翼-流体耦合的自主推进计算模型,K作为波形调节参数使波形由三角波变为正弦波以及方波,数值模拟了2个频率-升沉幅值组合下非正弦升沉运动的自主推进性能,研究在静水中不同运动波形对自主推进速度、自主推进效率以及流场结构的影响。结果表明非正弦波形对自主推进运动影响很大,随着K的增大即越接近方波,速度振荡越剧烈,起动加速越快,前进位移与平均速度越大;随着K的减小,自主推进效率及能量利用率不断增大,研究结果对仿生水下航行器的设计有一定指导意义。 展开更多

关键词 扑翼 非正弦运动 自主推进 仿生推进 数值模拟

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静水压力下纤维缠绕圆柱壳体的稳定性分析 被引量：9

12

作者 沈克纯 潘光 +2 位作者 姜军 黄桥高 施瑶 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期839-847,共9页

为更清楚地认识静水压力作用下纤维缠绕圆柱壳体的耐压特性、解决深海耐压舱体的结构稳定性问题以及给工程设计提供参考,有必要对纤维缠绕圆柱壳体的结构稳定性进行深入研究。在弹性薄壳理论的基础上,推导出纤维缠绕圆柱壳体稳定性控制... 为更清楚地认识静水压力作用下纤维缠绕圆柱壳体的耐压特性、解决深海耐压舱体的结构稳定性问题以及给工程设计提供参考,有必要对纤维缠绕圆柱壳体的结构稳定性进行深入研究。在弹性薄壳理论的基础上,推导出纤维缠绕圆柱壳体稳定性控制方程,采用Galerkin方法求解纤维缠绕圆柱壳体受静水压力作用下的临界失稳载荷。以正交缠绕、金属-纤维缠绕复合结构、斜交缠绕等几种形式的壳体结构为对象进行解析,并与实验结果对比,验证了求解的有效性和正确性。在此基础上,建立了基于遗传算法与解析方案一体式的优化平台,对[(±θ)12],[(±θ1)x/(±θ2)12-x]及[(±θ1)4/(±θ2)4/(±θ3)4]缠绕形式的圆柱壳体进行优化设计,研究纤维缠绕角度、对应层数及设计变量个数对临界失稳载荷的影响。结果表明,纤维缠绕角度对临界失稳载荷有显著影响,通过数值优化稳定性分别提高31.31%,43.25%及57.17%;随着角度变量的增加,优化得到的临界失稳载荷越大,最优可提高57.17%。 展开更多

关键词 静水压力 纤维缠绕 圆柱壳体 稳定性 临界失稳载荷

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导管对泵喷推进器艇后推进特性的影响

13

作者 李晗 黄桥高 +2 位作者 潘光 李福正 何幸 《船舶》 2023年第6期73-84,共12页

为研究泵喷推进器的艇后推进特性及导管主要参数对推进特性的影响,给出基于推进效率和推进器功率的导管主要参数选择范围,该文通过改进的延迟脱体涡模拟(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)方法求解艇后泵喷推进器在不... 为研究泵喷推进器的艇后推进特性及导管主要参数对推进特性的影响,给出基于推进效率和推进器功率的导管主要参数选择范围,该文通过改进的延迟脱体涡模拟(improved delayed detached eddy simulation,IDDES)方法求解艇后泵喷推进器在不同航速、转速和导管主要参数下的流场,研究了不同航速和不同导管主要参数下的泵喷推进性能和自航因子,其中导管主要参数包括倾角、轴向长度、最大厚度、进口直径和出口直径。结果显示:除导管最大厚度外,导管的倾角、轴向长度、进出口直径对自航因子及推进器功率有较明显影响,倾角和出口直径的变化会显著改变推进器流量,进而影响功率和推进效率。结论表明:选择艇用泵喷推进器导管主要参数时,除了取值要在合理范围,倾角和出口直径还要根据艇体尾段的线型和角度来优化取最佳值。 展开更多

关键词 泵喷推进器 数值模拟 水动力 自航因子

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不同转速下前置泵喷推进器性能对比 被引量：5

14

作者 李福正 黄桥高 +1 位作者 潘光 李晗 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期945-953,共9页

为深入探讨由转速改变引起雷诺数的变化对泵喷推进器性能的影响,采用数值方法基于物理实验数据验证了计算模型,对不同转速(20~50 r/s)下泵喷性能进行了研究,结果表明性能系数曲线和无量纲处理后的云图均有一定的相似性,但雷诺数对各部... 为深入探讨由转速改变引起雷诺数的变化对泵喷推进器性能的影响,采用数值方法基于物理实验数据验证了计算模型,对不同转速(20~50 r/s)下泵喷性能进行了研究,结果表明性能系数曲线和无量纲处理后的云图均有一定的相似性,但雷诺数对各部件性能稍有影响,其对桨叶推力系数影响最小,相对偏差不超过1%;导叶推力系数次之,最大偏差为2.1%;由于导管和导叶提供推力相对较小,对泵喷系统影响甚小,最终总推力系数偏差小于2%。而扭矩系数的偏差稍大,最大接近3%。分析发现各性能偏差随转速单调变化,转速增大所引起的雷诺数提高加强了桨叶做功能力,进而导致TLV涡核压力降低,改变了TLV的运动轨迹。 展开更多

关键词 泵喷推进器 转速 雷诺数 性能系数 相似性

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围壳形状对潜艇水动力噪声影响数值研究 被引量：10

15

作者 王曦晖 黄桥高 潘光 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期262-272,共11页

围壳是水下航行器的突出结构,在水流的冲击下,会产生强烈的水动力噪声。为降低围壳产生的噪声,论文对围壳的外形进行了优化,研究了不同围壳形状对流噪声的影响和抑制效果。结合SST-SBES湍流模型和Ffowcs Williams-Hawkings声类比方法,... 围壳是水下航行器的突出结构,在水流的冲击下,会产生强烈的水动力噪声。为降低围壳产生的噪声,论文对围壳的外形进行了优化,研究了不同围壳形状对流噪声的影响和抑制效果。结合SST-SBES湍流模型和Ffowcs Williams-Hawkings声类比方法,对水下航行器水动力噪声问题进行了数值模拟。利用已有的试验数据与仿真结果进行了对比,验证了数学模型的可靠性。参数化分析了不同外形的围壳前缘和后缘对水下航行器流场和噪声的影响。结果表明,围壳前缘加装填角可以有效抑制噪声,整体声压级可以降低9.3 dB。 展开更多

关键词 围壳 水动力噪声 SST-SBES Ffowcs Williams-Hawkings

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斜流中泵喷推进器流场变化规律数值分析 被引量：3

16

作者 邱铖铖 潘光 +1 位作者 黄桥高 施瑶 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期103-108,共6页

基于SST(剪切应力输运)k-ω湍流模型与滑移网格技术,对不同进速系数(J=0.95,1.18,1.58)及不同斜流角(β=0°,10°,20°)下泵喷推进器流场变化规律进行了数值分析.利用P4119桨进行了数值方法验证,并进行网格无关性验证.为保... 基于SST(剪切应力输运)k-ω湍流模型与滑移网格技术,对不同进速系数(J=0.95,1.18,1.58)及不同斜流角(β=0°,10°,20°)下泵喷推进器流场变化规律进行了数值分析.利用P4119桨进行了数值方法验证,并进行网格无关性验证.为保证计算结果的准确性,采用全通道模型及全结构网格进行数值计算.计算结果表明:随着斜流角的增大,横向力和垂向力出现明显波动,不同斜流角间的波动幅度相对一致,且随着斜流角的增大而减小;随着进速系数及斜流角的变化,压力系数在转子导边、随边处出现明显波动差异,定子叶片压力系数波动比较稳定. 展开更多

关键词 泵喷推进器 斜流 轴承力 数值计算 压力系数

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泵喷推进器水动力性能实验研究 被引量：3

17

作者 秦登辉 黄桥高 +2 位作者 潘光 李福正 韩鹏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期601-611,共11页

前置定子式泵喷推进器被广泛应用于世界各国的新一代安静型潜艇上,但其水动力性能实验研究目前还比较匮乏。在空泡水筒中,对一型九叶定子七叶转子的前置定子式泵喷推进器进行了实验测试。其中,使用测力装置对敞水状态下泵喷推进器的推... 前置定子式泵喷推进器被广泛应用于世界各国的新一代安静型潜艇上,但其水动力性能实验研究目前还比较匮乏。在空泡水筒中,对一型九叶定子七叶转子的前置定子式泵喷推进器进行了实验测试。其中,使用测力装置对敞水状态下泵喷推进器的推力系数和扭矩系数等进行了测试,使用激光粒子测速系统对其尾流场进行了测试。实验结果表明,此型前置定子式泵喷推进器的转子推力系数、定子及导管推力系数、转子扭矩系数均随着进速系数J的增大而减小,但定子及导管的合扭矩系数的绝对值反而随着J的增大而增大。泵喷推进器的效率在J=1.0处达到最大,为61.91%。前置定子式泵喷推进器的推力主要由转子提供。此外,泵喷推进器的尾流场由喷流加速区、轮毂低速区、混合区组成,实验测试得到了不同工况下尾流场中的瞬态速度以及平均速度值。 展开更多

关键词 前置定子式泵喷推进器 空泡水筒 激光粒子测速 实验测试

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柔性扑翼水动力特性试验研究 被引量：4

18

作者 高鹏骋 黄桥高 +1 位作者 潘光 赵嘉祯 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期144-148,共5页

为探究扑翼自身刚度和运动参数对其水动力特性的影响,依托仿生扑翼推进试验平台,实现扑翼的俯仰-升沉结合运动.使用六轴力/力矩传感器记录扑翼运动过程中的力学参数,同时利用高速相机记录扑翼运动情况;对力学数据进行均值化及归一化处... 为探究扑翼自身刚度和运动参数对其水动力特性的影响,依托仿生扑翼推进试验平台,实现扑翼的俯仰-升沉结合运动.使用六轴力/力矩传感器记录扑翼运动过程中的力学参数,同时利用高速相机记录扑翼运动情况;对力学数据进行均值化及归一化处理得出扑翼水动力特性随刚度及运动参数的变化规律;对图像进行处理,绘制出扑翼尾端点运动轨迹.试验结果表明:低刚度扑翼在低频下推力表现优异;扑翼刚度对推力稳定性起着重要作用;扑翼运动轨迹随着刚度增加,从杂乱无章演变为8字形,最终演变为弧线形. 展开更多

关键词 柔性扑翼 水动力特性 运动参数 推力稳定性 运动轨迹

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蝠鲼集群滑翔水动力性能研究 被引量：2

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作者 高鹏骋 黄桥高 +2 位作者 宋东 潘光 马云龙 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期595-600,共6页

为探究集群滑翔编队对蝠鲼水动力性能的影响,采用数值模拟的方法研究了多个蝠鲼在串联、三角、钻石排布下进行滑翔运动时的阻力、升力及流场压力分布情况。数值计算结果表明,位于队首的领航蝠鲼总是承受最小的阻力,在大多数情况下,位于... 为探究集群滑翔编队对蝠鲼水动力性能的影响,采用数值模拟的方法研究了多个蝠鲼在串联、三角、钻石排布下进行滑翔运动时的阻力、升力及流场压力分布情况。数值计算结果表明,位于队首的领航蝠鲼总是承受最小的阻力,在大多数情况下,位于队尾的蝠鲼承受最大阻力。对流场压力分布进行研究发现,减阻效果主要来源于集群中各单体间的高压区及低压区分布,高压区有益于位于队前蝠鲼减阻,在特定情况下,低压区的存在会产生向前吸力有利于减小队尾蝠鲼阻力。研究发现当蝠鲼进行前二后一、四体钻石、六体串联及六体钻石集群滑翔时能降低系统平均阻力,这为仿生航行器集群编队设置提供理论指导。 展开更多

关键词 蝠鲼 集群滑翔 编队设置 水动力特性 减阻

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定子预旋角对泵喷推进器敞水脉动特性影响 被引量：2

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作者 李福正 黄桥高 +1 位作者 潘光 秦登辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期46-54,共9页

为改善某泵喷推进器(简称泵喷)低频压力脉动,降低泵喷噪声辐射,在原有泵喷基础上分别调整定子进流角、出流角及安装角,并数值分析了前置泵喷一定范围内定子预旋角下的性能。分析表明:推力、扭矩和最高效率都随预旋角增大而增大,其中安... 为改善某泵喷推进器(简称泵喷)低频压力脉动,降低泵喷噪声辐射,在原有泵喷基础上分别调整定子进流角、出流角及安装角,并数值分析了前置泵喷一定范围内定子预旋角下的性能。分析表明:推力、扭矩和最高效率都随预旋角增大而增大,其中安装角影响最大,出流角次之,进流角最小;分析桨叶推力脉动频域结果,发现单叶片推力脉动受定子影响,其对应频率主要为BPF_(s)(定子叶频)倍频,并在1BPF_(s)最大;而桨叶总推力脉动频率受定子和转子共同影响,在4BPF_(r)达到最大。通过分析叶片表面压力标准差,发现桨脉动最强位置为前缘及叶梢附近,而定子则位于后缘;进一步分析定子和转子周围监测点压力脉动特性,得到主要频率信息为1BPF_(r),并且在泵喷尾部中高半径处脉动最强。结果表明,泵喷低频脉动幅度随角度增加而增加,但角度调整方式对其影响规律在正、负角不同;此外,探究了桨叶前缘同一轴向、不同径向位置的相位关系,出流角和安装角对相位影响较大,并且相位关系依预旋角正、负分别呈两极化分布。 展开更多

关键词 泵喷推进器 预旋角 安装角 进流角 出流角 压力脉动 相位关系

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