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题名翼尖形状对小展弦比摆翼水动力性能的影响
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作者
张生浩
闫文辉
周军伟
梅蕾
于东
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机构
哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院
北方工业大学机械与材料工程学院
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2022年第5期628-644,共17页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51309070,51503051)
山东省科技厅项目(2013GGA10065)。
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文摘
本文设计分析不同翼尖形状结构、展弦比为2的小展弦比摆翼推进器。采用数值方法研究不同翼尖形状对小展弦比摆翼推进器推力、效率和流场结构的影响。为了保证数值模拟方法的可靠性,本文从不同网格拓扑结构和尺寸、求解时间步长、湍流模型及计算收敛性等方面进行验证。验证结果表明,水翼表面网格细分程度和时间步长对水翼表面流动分离模拟结果的影响较大,将进一步影响摆翼推进器的效率。在不同翼尖形状的研究中,首先对比平直端面、倒圆端面和挡板端面三种翼尖形状,从模拟结果来看,端面挡板并没有预期的效率提高,这是因为端板在减轻翼尖损失的同时增大了驱动力;但一个有趣的现象是,增大摆翼运动时的艏摇摆角,峰值推进效率出现先增后降的规律。而后对比不同翼尖收缩形式的性能,结果表明,按椭圆形收缩的翼尖形状最好,效率比其他的高出约3个百分点,达到了76.5%;翼尖收缩越快,效率越低。
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关键词
小展弦比摆翼
翼尖形状
仿生推进
翼尖涡分析
数值模拟
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Keywords
low-aspect-ratio oscillating foil
wingtip shape
bionic propulsion
tip vortex analysis
numerical simulation
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分类号
U664.35
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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