| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第18-33页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-19页 |
| 1.2 研究现状 | 第19-30页 |
| 1.2.1 国外水下滑翔机研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 国外自主水下航行器研究现状 | 第21-23页 |
| 1.2.3 国外混合驱动水下机器人研究现状 | 第23-25页 |
| 1.2.4 国内水下滑翔机研究现状 | 第25-26页 |
| 1.2.5 国内自主水下航行器研究现状 | 第26-28页 |
| 1.2.6 国内混合驱动水下航行器研究现状 | 第28-29页 |
| 1.2.7 混合驱动无人水下航行器发展趋势 | 第29-30页 |
| 1.3 本课题的来源及研究意义 | 第30-31页 |
| 1.4 论文主要研究内容和创新点 | 第31-33页 |
| 第2章 CFD基本理论与数值方法 | 第33-39页 |
| 2.1 计算流体动力学简介 | 第33页 |
| 2.2 计算流体动力学软件FINE/Marine简介 | 第33页 |
| 2.3 数值计算方法 | 第33-37页 |
| 2.3.1 基本控制方程 | 第33-34页 |
| 2.3.2 湍流计算模型 | 第34-35页 |
| 2.3.3 边界条件 | 第35-36页 |
| 2.3.4 网格划分 | 第36-37页 |
| 2.4 本章小结 | 第37-39页 |
| 第3章 混合驱动的水下无人航行器总体设计 | 第39-84页 |
| 3.1 引言 | 第39-40页 |
| 3.2 HUG总体设计 | 第40-50页 |
| 3.2.1 设计目标与功能要求 | 第40页 |
| 3.2.2 HUG工作原理与运动过程 | 第40-42页 |
| 3.2.3 模块化设计与布局 | 第42-44页 |
| 3.2.4 结构平衡准则 | 第44页 |
| 3.2.5 HUG的总体平衡设计 | 第44-46页 |
| 3.2.6 静力学计算 | 第46-50页 |
| 3.3 HUG水动力外形设计 | 第50-58页 |
| 3.3.1 HUG的外形设计流程 | 第50-51页 |
| 3.3.2 机身线型设计与选择 | 第51-54页 |
| 3.3.3 水翼设计 | 第54-57页 |
| 3.3.4 尾翼的设计 | 第57-58页 |
| 3.4 HUG耐压壳体设计 | 第58-67页 |
| 3.4.1 壳体结构设计 | 第59-60页 |
| 3.4.2 艏部导流罩设计 | 第60-61页 |
| 3.4.3 浮力调节系统舱设计 | 第61页 |
| 3.4.4 姿态调节系统舱设计 | 第61-62页 |
| 3.4.5 控制系统舱设计 | 第62页 |
| 3.4.6 耐压壳体密封设计 | 第62-63页 |
| 3.4.7 耐压壳体有限元分析与计算 | 第63-67页 |
| 3.5 HUG浮力调节系统设计 | 第67-72页 |
| 3.5.1 浮力调节系统设计流程 | 第68-69页 |
| 3.5.2 浮力调节单元总排量计算 | 第69-70页 |
| 3.5.3 浮力调节系统设计 | 第70-71页 |
| 3.5.4 油路设计 | 第71-72页 |
| 3.6 HUG姿态调节系统设计 | 第72-77页 |
| 3.6.1 姿态调整机构的设计流程 | 第72-73页 |
| 3.6.2 姿态调整机构工作原理 | 第73-74页 |
| 3.6.3 纵倾角计算 | 第74-75页 |
| 3.6.4 电池重量计算 | 第75-76页 |
| 3.6.5 姿态调节系统设计 | 第76-77页 |
| 3.7 推进系统设计 | 第77-78页 |
| 3.7.1 水下推进器选型 | 第77-78页 |
| 3.8 抛载系统设计 | 第78-79页 |
| 3.9 控制系统设计 | 第79-82页 |
| 3.10 本章小结 | 第82-84页 |
| 第4章 混合驱动的水下无人航行器水动力特性研究 | 第84-110页 |
| 4.1 引言 | 第84页 |
| 4.2 HUG滑翔模式受力分析 | 第84-87页 |
| 4.2.1 升力与阻力分解方式 | 第85-86页 |
| 4.2.2 力矩平衡 | 第86-87页 |
| 4.3 数值方法标定 | 第87-88页 |
| 4.4 HUG仿真模型建立 | 第88-91页 |
| 4.4.1 HUG计算模型选取 | 第88-89页 |
| 4.4.2 HUG模型网格划分 | 第89-90页 |
| 4.4.3 HUG网格收敛性验证 | 第90-91页 |
| 4.5 HUG最优航行攻角计算 | 第91-92页 |
| 4.5.1 计算工况的设定 | 第91页 |
| 4.5.2 求解参数与边界条件 | 第91-92页 |
| 4.6 计算结果与分析 | 第92-105页 |
| 4.6.1 不同攻角下的阻力变化特性 | 第92-94页 |
| 4.6.2 不同攻角下的升力变化特性 | 第94-95页 |
| 4.6.3 不同攻角下的俯仰力矩变化特性 | 第95-96页 |
| 4.6.4 不同攻角下的升阻比变化特性 | 第96页 |
| 4.6.5 水动力参数 | 第96-98页 |
| 4.6.6 压力场分布与分析 | 第98-100页 |
| 4.6.7 速度场分布与分析 | 第100-104页 |
| 4.6.8 涡量场分布与分析 | 第104-105页 |
| 4.7 HUG螺旋桨敞水性能计算 | 第105-109页 |
| 4.7.1 导管螺旋桨模型建立 | 第105-107页 |
| 4.7.2 求解参数与边界条件 | 第107页 |
| 4.7.3 导管螺旋桨计算结果与分析 | 第107-109页 |
| 4.8 本章小结 | 第109-110页 |
| 第5章 混合驱动的水下无人航行器耦合运动特性研究 | 第110-128页 |
| 5.1 引言 | 第110页 |
| 5.2 坐标系定义 | 第110-111页 |
| 5.3 HUG仿真模型建立 | 第111-115页 |
| 5.3.1 HUG计算模型选取 | 第111-112页 |
| 5.3.2 HUG计算模型网格划分 | 第112-113页 |
| 5.3.3 HUG计算工况表 | 第113-114页 |
| 5.3.4 求解参数与边界条件 | 第114-115页 |
| 5.4 计算结果与分析 | 第115-126页 |
| 5.4.1 直航模式下的数值模拟 | 第115-118页 |
| 5.4.2 推进模式下的空间回转运动 | 第118-120页 |
| 5.4.3 HUG向下滑翔数值模拟 | 第120-123页 |
| 5.4.4 HUG上浮数值模拟 | 第123-126页 |
| 5.5 本章小结 | 第126-128页 |
| 总结与展望 | 第128-130页 |
| 全文总结 | 第128-129页 |
| 研究工作展望 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-134页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第134-136页 |
| 致谢 | 第136页 |