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波浪滑翔器被动扑翼机构推进效率分析

孙秀军 刘金成 桑宏强 李 灿

孙秀军, 刘金成, 桑宏强, 李 灿. 波浪滑翔器被动扑翼机构推进效率分析[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(3): 265-271. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.03.003
引用本文: 孙秀军, 刘金成, 桑宏强, 李 灿. 波浪滑翔器被动扑翼机构推进效率分析[J]. 水下无人系统学报, 2021, 29(3): 265-271. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.03.003
SUN Xiu-jun, LIU Jin-cheng, SANG Hong-qiang, LI Can. Propulsion Efficiency Analysis of Passive Flapping Foil Mechanism of Wave Glider[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2021, 29(3): 265-271. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.03.003
Citation: SUN Xiu-jun, LIU Jin-cheng, SANG Hong-qiang, LI Can. Propulsion Efficiency Analysis of Passive Flapping Foil Mechanism of Wave Glider[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2021, 29(3): 265-271. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.03.003

波浪滑翔器被动扑翼机构推进效率分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2021.03.003
基金项目: 国家重点研发计划重点专项(2017YFC0305902); 山东省重大科技创新项目(2019JZZY020701); 青岛海洋科学与技术国家实验室“问海计划”项目(2017WHZZB0101); 天津市自然科学基金重点基金(18JCZDJC40100).
详细信息
    作者简介:

    孙秀军(1981-), 男, 教授, 主要研究方向为波浪滑翔器技术及其海洋观测应用.

  • 中图分类号: TP24 TB126

Propulsion Efficiency Analysis of Passive Flapping Foil Mechanism of Wave Glider

  • 摘要: 波浪滑翔器的被动扑翼机构是为其提供前向驱动的核心模块, 其推进效率直接影响波浪滑翔器的前进速度和控位精度。文中搭建了完整的被动扑翼推进效率分析构架, 建立了被动扑翼推进运动计算流体力学(CFD)仿真模型, 重点对二级海况下的被动扑翼加载扭簧情况进行了仿真研究, 并对部分仿真数据加以试验验证。CFD仿真结果表明, 扭簧刚度对被动扑翼推进性能具有重要影响, 在二级海况下, 扭簧刚度为6 N·m·rad-1时被动扑翼具有较高的推进效率和推进速度。CFD仿真数据与试验数据具有相同的趋势, CFD仿真模型可靠度较高, 对波浪滑翔器被动扑翼机构设计具有指导意义。

     

  • [1] Daniel T, Manley J, Trenaman N. The Wave Glider: Enabling a New Approach to Persistent Ocean Observation and Research[J]. Ocean Dynamics, 2011, 61(10): 1509-1520.
    [2] Hine R, Willcox S, Hine G, et al. The Wave Glider: A Wave-Powered Autonomous Marine Vehicle[C]//Marine Technology for Our Future: Global and Local Challenges. USA: IEEE, 2009: 296-301.
    [3] 廖煜雷, 李晔, 刘涛, 等. 波浪滑翔器技术的回顾与展望[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2016, 37(9): 1227-1236.

    Liao Yu-lei, Li Ye, Liu Tao, et al. Unmanned Wave Glider Technology: State of the Art and Perspective[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2016, 37(9): 1227-1236.
    [4] Javed A, Djidjeli K, Xing J T. Low Reynolds Number Effect on Energy Extraction Performance of Semi-passive Flapping Foil[J]. Journal of Applied Fluid Mechanics, 2018, 11(6): 1613-1627.
    [5] Matthieu B, Maxime P D, Guy D. A Parametric Study and Optimization of the Fully-passive Flapping-foil Turbine at High Reynolds Number[J]. Renewable Energy, 2020, 146: 1958-1975.
    [6] Young J, Ashraf M A, Lai J C S, et al. Numerical Simulation of Fully Passive Flapping Foil Power Generation[J]. AIAA Journal, 2013, 51(11): 2727-2739.
    [7] Andersen A, Bohr T, Schnipper T, et al. Wake Structure and Thrust Generation of a Flapping Foil in Two-dimensional Flow[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2017, 812: R4-1-R4-12.
    [8] Yang F M, Shi W C, Wang D Z. Systematic Study on Propulsive Performance of Tandem Hydrofoils for a Wave Glider[J]. Ocean Engineering, 2019, 179: 361-370.
    [9] 李灿. 波浪滑翔器动力学分析及性能优化[D]. 天津: 天津工业大学, 2018.
    [10] Lopes D B S, Falc? de Campos, Sarmento A. An Analytical Model Study of a Flapping Hydrofoil for Wave Propulsion[C]//International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. Madrid, Spain: Natural Ocean Engineering Laboratory(NOEL), 2018: 1-8.
    [11] Liu P, Su Y M, Liao Y L. Numerical and Experimental Studies on the Propulsion Performance of a Wave Glide Propulsor[J]. China Ocean Engineering, 2016, 30(3): 393-406.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-05
  • 修回日期:  2020-09-25
  • 刊出日期:  2021-06-30

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