检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2013年第3期34卷 542-546页

作者：盛松伟叶寅中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室广州510640 中国科学院研究生院北京100049

以波能装置中单个圆柱形浮体在线性入射波作用下的垂荡问题为研究对象,采用特征函数展开法求解辐射和绕射势的定解问题,对线性水波作用下的单圆柱形浮体的水动力学特性进行分析,包括水动力学系数和波浪激励力。分析过程中应用了分离变... 详细信息

以波能装置中单个圆柱形浮体在线性入射波作用下的垂荡问题为研究对象,采用特征函数展开法求解辐射和绕射势的定解问题,对线性水波作用下的单圆柱形浮体的水动力学特性进行分析,包括水动力学系数和波浪激励力。分析过程中应用了分离变量法和扩展特征函数匹配法。以理论分析为基础,在给定的实海况条件下,对圆柱形浮体的设计参数进行优化,使其最大程度地获取波浪能,优化内容包括浮体截面半径和浮体吃水深度。优化结果对实际设计工作具有直接指导意义。

关键词：水动力学分析优化设计单圆柱形浮体垂荡运动

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毛细驱动海水淡化系统的热力学与水动力学分析

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水处理技术 2017年第3期43卷 20-24页

作者：刘会晓章先涛洪子鑫江浩庆胡雪蛟武汉大学动力与机械学院武汉大学化学与分子学院水力机械过渡过程教育部重点实验室湖北武汉430072

针对毛细驱动海水淡化系统建立了热力学-水动力学分析模型,分别对不同热流密度、运行高度和蒸汽管线长度工况下的系统运行特性进行了模拟分析。模拟结果与实验测量结果吻合较好。当系统在热流密度为4.2~34.0kW/m^2较大的参数范围内运行... 详细信息

针对毛细驱动海水淡化系统建立了热力学-水动力学分析模型,分别对不同热流密度、运行高度和蒸汽管线长度工况下的系统运行特性进行了模拟分析。模拟结果与实验测量结果吻合较好。当系统在热流密度为4.2~34.0kW/m^2较大的参数范围内运行时,系统产水量可达6.3~50.8 kg/(m^2·h),蒸发温度可低至29.3~39.8℃。结果表明,蒸发器的压力是影响系统运行的主要因素,其主要受蒸发器高度和蒸汽管线长度的影响,且前者的影响更大。

关键词：毛细力海水淡化热力学分析水动力学分析

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沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

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水运工程 2013年第A1期 86-91页

作者：吕卫清应宗权苏林王林美鸿中交第四航务工程局有限公司广东广州510230 中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成。采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力。通过建立管节及附属结构的三维有限元模型，确定管节的几何、物理性质，建立湿表面模型进行水动力... 详细信息

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成。采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力。通过建立管节及附属结构的三维有限元模型，确定管节的几何、物理性质，建立湿表面模型进行水动力学分析。对影响附加阻力的各因素，包括水深、航速、波浪谱及波浪要素等，进行了参数敏感性分析。计算结果表明，采用P-M谱的计算值较采用JONswAP谱有所不同，附加阻力随水深增加而减小，阻力值与波浪周期及波浪入射角均有一定的关系，与波浪高度的平方成正比，且与拖航速度成正比。

关键词：沉管管节不规则波附加阻力浮运水动力学分析

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沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

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水运工程 2011年第11期 1-5页

作者：吕卫清应宗权苏林王林美鸿中交第四航务工程局有限公司广东广州510230 中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成。采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力。通过建立管节及附属结构的三维有限元模型,确定管节的几何、物理性质,建立湿表面模型进行水动力学... 详细信息

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成。采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力。通过建立管节及附属结构的三维有限元模型,确定管节的几何、物理性质,建立湿表面模型进行水动力学分析。对影响附加阻力的各因素,包括水深、航速、波浪谱及波浪要素等,进行了参数敏感性分析。计算结果表明,采用P-M谱的计算值较采用JONSWAP谱有所不同,附加阻力随水深增加而减小,阻力值与波浪周期及波浪入射角均有一定的关系,与波浪高度的平方成正比,且与拖航速度成正比。

关键词：沉管管节不规则波附加阻力浮运水动力学分析

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沉管隧道管段系泊系统水动力学分析

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第11期47卷 1580-1584页

作者：皇浩左伟周凌宁赵俊中铁隧道集团三处有限公司广州深圳518052 安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601

沉管隧道管段系泊系统是管节在安装过程中抵抗水流作用力和提供准确定位的前提保障,而系泊系统下的整体结构运动响应和锚缆受力则影响着施工阶段的安全性和经济性。文章以广州市荔湾区如意坊沉管隧道工程为实例,采用基于势流理论的水动... 详细信息

沉管隧道管段系泊系统是管节在安装过程中抵抗水流作用力和提供准确定位的前提保障,而系泊系统下的整体结构运动响应和锚缆受力则影响着施工阶段的安全性和经济性。文章以广州市荔湾区如意坊沉管隧道工程为实例,采用基于势流理论的水动力学仿真软件AQWA进行计算分析。根据实际数据进行结构三维有限元建模,先对系泊系统进行频域分析,再增加时域耦合分析,并考虑JONSWAP波浪谱和水流的共同作用,研究波浪入射角、环境组合方式等因素对该系统下运动响应和锚缆受力的影响。结果表明:管段在低频区域波动较大,随着频率增加逐渐趋于稳定;有效波高对管段运动响应影响较大;该系统下波浪入射角为90°时,锚缆张力出现最大值。

关键词：沉管隧道不规则波系泊系统水动力学分析运动响应

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三自由度胸鳍仿生机器鱼设计及水动力学分析

三自由度胸鳍仿生机器鱼设计及水动力学分析

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作者：严健兰州交通大学

学位级别：硕士

近些年来,机器鱼的研究随着科学技术的发展已经逐渐变成了该科研领域的一个新的研究热点。对于该仿生领域的水下机器人的研究,借助仿生领域相关的不同的科学技术学科的大力发展,譬如设计机构的机械学,鱼体外形设计的仿生学,鱼体在流体... 详细信息

近些年来,机器鱼的研究随着科学技术的发展已经逐渐变成了该科研领域的一个新的研究热点。对于该仿生领域的水下机器人的研究,借助仿生领域相关的不同的科学技术学科的大力发展,譬如设计机构的机械学,鱼体外形设计的仿生学,鱼体在流体中游动的水动力学等等技术学科,逐渐显现出了水下机器人领域具有重要的研究意义。本文在仿生机器鱼游动时的推进模式和游动机理的基础上,设计出了一款具有三自由度的胸鳍推进机构和具有三关节柔性身体的仿生机器鱼模型,并针对所设计的仿生机器鱼建立了相应的水动力学模型。在此基础上,对所设计的三自由度胸鳍仿生机器鱼进行了对应的水动力学分析,最后通过实验进行了验证。具体内容如下:(1)以鳕鱼为仿生对象,设计了一种仿生机器鱼的三自由度胸鳍和三关节柔性尾鳍协同推进仿生机器鱼。每套仿生胸鳍推进机构包括仿生胸鳍、前后拍翼机构、上下拍翼机构以及摇翼机构。该仿生机器鱼胸鳍推进机构既能实现三个舵机各自所对应的独立运动,又能实现两两之间以及三者之间复杂的复合运动。(2)在胸鳍各自由度按照给定正弦运动规律,柔性身体以体波拟合方式运动条件下,分别针对仿生机器鱼的三个自由度的运动,即胸鳍摇翼运动、前后拍翼运动、上下拍翼运动,以及三者之间复合运动,利用微元法进行了相应的水动力学分析并建立了所设计仿生机器鱼直线游动的水动力学模型,通过数值分析、实验分析得出样机单自由度胸鳍直游速度为0.038m/s,二自由度胸鳍直游速度为0.13m/s,三自由度胸鳍直游速度为0.17m/s。由上可得出随自由度数的增加,样机的直游速度也随之增大,体现出三自由度胸鳍的有效性。(3)在胸鳍各自由度按照给定正弦运动规律,柔性身体以体波拟合方式运动条件下,分别针对仿生机器鱼的几种转弯模态,即单侧胸鳍转弯,胸鳍、尾鳍协同转弯,双侧胸鳍转弯给出了相应的水动力学分析,并相应给出了仿生机器鱼转弯运动时的水动力学模型。通过数值分析、实验分析得出样机在不同的转弯模态下的实验结果,最终得到该仿生机器鱼的各种运动形式的有效性。

关键词：仿生机器鱼三自由度胸鳍机构设计水动力学分析

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二自由度胸鳍推进可沉浮机器鱼设计及其水动力学分析

二自由度胸鳍推进可沉浮机器鱼设计及其水动力学分析

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作者：梁铭兰州交通大学

学位级别：硕士

中央鳍/对鳍(Median Paired Fin,MPF)推进模式的仿生对象凭借其高效而稳定的推进性、可靠的机动性能、较强的抗干扰能力等特点成为国内外研究学者重点关注的领域,水下机器人的长足发展更必将极大的促进这一研究转向实用的步伐。仿生推... 详细信息

中央鳍/对鳍(Median Paired Fin,MPF)推进模式的仿生对象凭借其高效而稳定的推进性、可靠的机动性能、较强的抗干扰能力等特点成为国内外研究学者重点关注的领域,水下机器人的长足发展更必将极大的促进这一研究转向实用的步伐。仿生推进器的研究主要经历机构的设计、水动力学分析及其实验研究等三个阶段,论文主要从以下三个方面展开:(1)以箱鲀科鱼类为仿生对象,设计了一种二自由度胸鳍推进、具有三维运动能力的仿生机器鱼。基于模块化的设计理念,依据曲柄滑块机构原理设计了长度可变的胸鳍传动轴及两自由度运动的胸鳍推进机构;利用改变重心和浮心关系的方法设计了浮力调节系统和俯仰调节机构;考虑到外形对机器鱼游动性能的影响,设计了流线性能较好的纺锤形鱼壳;由人机交互层、硬件控制层、信息采集层组成的控制系统实现了对机器鱼的游动控制,最终完成二自由度胸鳍推进可沉浮机器鱼的样机设计。(2)建立了机器鱼单侧胸鳍的正弦运动模型,利用计算流体力学方法,分别对其摇翼运动、前后拍翼运动以及两者的复合运动进行了数值模拟分析,给出了水动力学系数及推进力与运动学参数之间的关系,及胸鳍运动的压力云图和速度云图。分析得出推力的产生是由胸鳍顺流面和迎流面的压力差所产生的,同时,在胸鳍边缘位置和靠近鱼体位置呈现较大的运动速度;通过改变运动学参数及水动力学分析结果得到了鳍面摇翼运动及前后拍翼运动频率均为1.0Hz,振幅均为60时胸鳍呈现出较大的推进力,进而也提高了机器鱼的游动速度。(3)以设计的两自由度胸鳍推进可沉浮机器鱼为实验平台,在数值分析结果的基础上,进行了仿生机器鱼直线游动、转弯、俯仰等游动实验。实验中具体分析了胸鳍运动学参数中频率和振幅对直线游动线速度、原地转弯游动角速度的影响。研究结果表明,机器鱼直线游动的线速度最大值为0.32m/s,原地转弯游动的角速度最大值为0.28rad/s,单胸鳍左转弯游动的角速度最大值为0.39rad/s。其变化趋势与理论分析结果相一致,表明了所提方法的有效性。

关键词：可沉浮机器鱼机构设计水动力学分析数值分析实验研究

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沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

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中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会

作者：吕卫清应宗权苏林王林美鸿中交第四航务工程局有限公司中交四航工程研究院有限公司

关键词：沉管管节不规则波附加阻力浮运水动力学分析

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双行程波浪能发电装置的结构设计与分析研究

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机电工程技术 2025年第3期54卷 52-57页

作者：程强强席文奎阎郡赵斌董晨熙西安石油大学机械工程学院西安710065

为提高海上波浪能利用率,基于棘轮式海洋波浪能发电装置设计双行程波浪能发电装置,实现上下双行程有效发电。该装置主要由浮子、往复运动部件、齿轮机构和两个棘轮机构等组成,通过浮子上下运动带动齿条往复运动,经机械变换使棘轮机构驱... 详细信息

为提高海上波浪能利用率,基于棘轮式海洋波浪能发电装置设计双行程波浪能发电装置,实现上下双行程有效发电。该装置主要由浮子、往复运动部件、齿轮机构和两个棘轮机构等组成,通过浮子上下运动带动齿条往复运动,经机械变换使棘轮机构驱动传动轴旋转,将波浪能转化为单向机械能用于发电。利用ANSYS有限元软件对棘轮和棘爪进行静力学分析,确定材料属性、划分网格并施加约束和载荷,结果表明其刚度和强度符合设计要求,如棘轮最大形变0.0045 mm,最大应力10.62 MPa,棘爪最大形变0.0058 mm,最大应力11.27 MPa,均远低于材料屈服强度。运用AQWA软件对捕能结构浮子进行水动力学仿真分析,根据模拟环境参数计算,确定浮子尺寸和质量参数,其波浪激励力能提供足够驱动力。装置整体性能可靠,有效提升波浪能利用效率。

关键词：棘轮棘爪波浪能发电装置静力学分析水动力学分析

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核电站多功能水下打捞机器人系统研究

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仪器仪表学报 2017年第3期38卷 552-559页

作者：黄晓辰张小俊孙凌宇李满宏张明路天津职业技术师范大学机械工程学院天津300222 河北工业大学机械工程学院天津300130

在核电站中,存在辐照剂量高、结构环境复杂等问题,操作人员作业时不可避免地会受到核辐射照射,对操作人员生命安全带来极大威胁。针对上述问题,研制出作业于核环境下的核电站多功能水下打捞机器人。首先,对机器人进行运动学分析,分别求... 详细信息

在核电站中,存在辐照剂量高、结构环境复杂等问题,操作人员作业时不可避免地会受到核辐射照射,对操作人员生命安全带来极大威胁。针对上述问题,研制出作业于核环境下的核电站多功能水下打捞机器人。首先,对机器人进行运动学分析,分别求解出机械手的正逆运动学方程及奇异位形;在此基础上,考虑水阻力、附加质量力以及浮力的影响,建立了机器人的水动力学模型,对机器人复杂水下动力学问题进行描述;最后,根据理论分析研制出该机器人第3代工程样机,并通过核电站现场实验对该机器人进行实验验证。实验结果表明,核电站多功能水下打捞机器人能够快速准确的完成异物抓取作业,实现核环境下的水下异物搜索与异物打捞的设计目标。

关键词：核电站水下打捞机器人运动学分析水动力学分析机器人设计

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