波浪滑翔机椭圆形后缘水翼动力特性研究
2021-08-19王兵振周茜子
海洋技术学报 2021年3期
王兵振,周茜子,刘 政,2,王 鑫,马 勇
(1. 国家海洋技术中心,天津 300112;2. 天津大学,天津 300072;3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519080)
波浪滑翔机是一种新型的无人海上移动观测平台。通过水翼,波浪滑翔机将波浪能量直接转换为向前推进的机械能,实现海上移动,极大节省电力能源[1]。基于水面母船上100~150 W太阳能电池板的发电单元,及锂电池组构成的蓄能单元,波浪滑翔机设置了小型光伏供电模块,为控制系统、通讯系统、传感器和其他海洋观测设备提供电能[2]。在充分利用可再生能源的基础上,波浪滑翔机可实现长达数月的海上连续工作,具有成本相对较低、续航能力长、对环境友好、隐蔽能力高等特点,在海洋水文观测[3]、生物学研究[4]、海洋环境监测[5-6]等许多海洋研究领域被广泛应用。
水翼是波浪滑翔机中将波浪能转化为前进动力的关键部件,直接决定波浪滑翔机的动力特性。目前,国内外已开展了大量的波浪滑翔机水翼动力特性相关研究。KRAUS N D[7]研究提出了波浪滑翔机六个自由度非线性动力学分析模型,分析对象的水翼翼型为NACA0009,水翼的弦长为0.17 m,展弦比为3.36。刘鹏等[8-9]采用二维串联异步扑翼的理论模型,研究了基于NACA0012翼型、弦长为160 mm、展弦比为3.375的波浪滑翔翼的水动力性能。周春林等[10]对波浪滑翔机的动力特性进行了仿真研究,研究对象的水翼为平板翼,厚度为1 mm,展弦比为2.14。基于NACA0012翼型,YANG F等[11]研究了波浪滑翔机的动态性能数值预测模型,其分析对象的水翼长度为160 mm,展弦比为3.75,水翼的平面形状为矩形。……
登录APP查看全文
