【摘 要】
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分水板是远洋拖网渔船单拖捕捞作业时不可缺少的张网属具装置。我国远洋渔业事业飞速发展,渔船及属具装备无论是数量和质量都亟待提升,但是国内对分水板装置的研究较少。本文将CFD数值模拟与响应面试验设计相结合,建立了翼型分水板数值简化模型,并构建了高效的翼型分水板水动力性能分析及分水板型线优化方法。本文首先构建了翼型分水板型线优化所需的数学模型,包括翼型分水板数值模拟的数学模型和响应面试验设计的数学模型,
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分水板是远洋拖网渔船单拖捕捞作业时不可缺少的张网属具装置。我国远洋渔业事业飞速发展,渔船及属具装备无论是数量和质量都亟待提升,但是国内对分水板装置的研究较少。本文将CFD数值模拟与响应面试验设计相结合,建立了翼型分水板数值简化模型,并构建了高效的翼型分水板水动力性能分析及分水板型线优化方法。本文首先构建了翼型分水板型线优化所需的数学模型,包括翼型分水板数值模拟的数学模型和响应面试验设计的数学模型,基于这些理论,构建了完整的翼型分水板分析流程。随后构建了分水板的模型单元单翼型,进行有效性验证后,研究不同翼型形状对单翼水动力性能的影响,研究发现非对称翼的水动力性能优于对称翼,V字型翼表现最优,最终选择非对称翼型作为分水板的单元。基于单翼数值模型,构建了单襟翼分水板简化数值模型,通过响应面试验设计思路对翼型分水板水动力性能进行研究。对数值模型有效性验证后,首先对设定空间参数范围内选取相应的样本试验点,通过数据处理拟合得到响应面,研究参数范围内的水动力性能表现及规律。研究发现,攻角α值是影响分水板整体水动力性能的决定性因素,交错角θ值和横向距离Xs/c值影响分水板导流孔的性能,但是受限于攻角α值。随后基于最优区间中拟合得到的响应面对单襟翼分水板进行型线优化,获得区间内最优的预测点。最后经过数值验证后,可得单襟翼分水板模型的最大升阻比为17.104。基于单襟翼分水板数值模型,首先构建了双襟翼分水板简化数值模型,在单襟翼水动力性能结论的基础上缩减空间参数范围,在理想参数范围内选取相应的样本试验点,研究参数范围内的水动力性能表现及规律。研究发现,攻角α值对双襟翼分水板的水动力性能仍有决定性的影响,交错角δ值需小于交错角θ值,同时保证交错角θ取高值,且两者差值不能太大,交错角δ与交错角θ值控制在12.5°之内最佳。随后基于单双襟翼的水动力性能对比,研究襟翼数量对分水板整体的水动力性能影响。研究发现,襟翼数量对分水板整体水动力性能有一定的影响,但仍然受限于攻角α值。最后基于最优区间中拟合得到的响应面对双襟翼分水板进行型线优化,数值验证后,可得双襟翼分水板模型的最大升阻比为17.481。
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