刘鹏，苏玉民，李宏伟



运动参数对近波面拍动翼推进性能的影响

刘鹏，苏玉民，李宏伟

(哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室，黑龙江哈尔滨，150001)

研究水翼不同运动参数对近波面二维刚性拍动翼推进性能的影响。首先，根据计算流体动力学(CFD)建立了近液面水翼的计算模型，然后采用速度边界造波及动网格等方法对不同参数下水翼的运动及水动力性能进行模拟和分析，最后，计算比较水翼处于无界流中及近静水面时性能。研究结果表明：恰当的水翼摇摆与升沉间相位差能够有效增加翼推力，提高翼推进效率及波浪能利用效率。波面的存在及恰当的翼摇摆与升沉相位差可增加水翼尾涡梯度、减小涡分布范围，从而增加翼推力及效率。此外，水翼大摆幅角运动可获得较高的推力及效率，而大升沉幅度下水翼推力较高，但效率较低。

规则波；拍动翼；运动参数；尾涡；推进性能

随着陆地资源的日益枯竭，各国对海洋资源开发、海洋空间争夺日益激烈[1]。在海洋探测、监控及军事应用中，无人水下航行器(unmanned underwater vehicle, UUV)越来越重要[2]，尤其仿鱼形UUV以其出色的流体力学性能及卓越的隐身性等优点引起了各国研究者的极大重视，它采用仿鱼尾拍动运动的水翼推进，但常规仿鱼形UUV以燃油或电池作为动力，同时在进行海洋探测、监控时，许多情况下要求UUV近海面长时间航行，导致其续航力极低且极易造成海洋环境污染，而海洋中丰富的波浪能为仿鱼尾拍动翼推进提供了一种极为可观的能量来源[3]，许多学者进行了一系列相类似的应用于船舶助推的研究或试验[4−6]。……