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应急气囊对直升机漂浮稳定性的影响

作　者: 黄鑫锋
导　师: 孙建红
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 人机与环境工程
关键词: 应急气囊回复力矩边界造波规则波浪稳定性
分类号: V275.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 42次
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内容摘要

目前，应急气囊是直升机海上救生的重要手段，它能为直升机在水上漂浮提供应急浮力。本文从静态和动态两方个面来分析应急气囊对直升机漂浮稳定性的作用。静态部分采用理论方法分析直升机的横倾稳定性，用等排水量法计算直升机的横倾回复力矩，并分析了气囊对回复力矩的影响，计算结果表明：气囊可以显著增大直升机的横倾回复力矩大小和范围，从而增强直升机的稳定性。动态部分则采用数值模拟的方法，首先在Fluent中建立数值波浪水槽，采用VOF模型及边界造波法生成具有较高精度的二阶Stokes波，为模拟波浪和结构物的相互作用做准备；然后在此基础上使用动网格技术建立了可以用来分析波浪与结构物相互作用的数值模型，并与文献对比验证了该模型的可靠性。最后，在该数值模型下研究应急气囊对直升机在规则波浪作用下运动的影响。结果表明：应急气囊可以显著减小直升机在波浪作用下的横摇角度，从而增强直升机随浪运动的稳定性，同时防止其发生倾覆，为机内人员的逃生创造有利条件。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图表清单  8-10
注释表  10-11
缩略词  11-12
第一章绪论  12-19
  1.1 本文工作的背景和意义  12-14
    1.1.1 陆地救生  12-13
    1.1.2 海上救生  13-14
  1.2 应急气囊的研究现状  14
    1.2.1 国外研究现状  14
    1.2.2 国内研究现状  14
  1.3 应急气囊研究重点  14-15
  1.4 Fluent 及其动网格技术  15-17
    1.4.1 体网格再生方法  16-17
    1.4.2 动网格模型的限制  17
    1.4.3 动网格中的 UDF  17
  1.5 本文的研究方向和主要工作  17-19
第二章数值造波方法  19-27
  2.1 水波运动的数学模型  19-21
    2.1.1 不可压缩粘性流体的基本方程组  19-20
    2.1.2 水波运动的势流理论  20
    2.1.3 水波运动的边界条件  20-21
  2.2 数值造波和消波  21-25
    2.2.1 推板造波法  21-22
    2.2.2 边界造波法  22-24
    2.2.3 阻尼消波  24-25
  2.3 自由面的处理方法  25
  2.4 随机波浪理论  25
  2.5 本章小结  25-27
第三章应急气囊对直升机横倾稳定性的理论分析  27-32
  3.1 横倾稳定性的计算方法  27-29
    3.1.1 小角度横倾  27
    3.1.2 大倾角横倾  27-29
  3.2 物理模型简化  29
  3.3 计算结果分析  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章二维结构/波浪的相互作用  32-43
  4.1 二维数值波浪水槽  32-37
    4.1.1 物理模型  32-33
    4.1.2 网格划分  33
    4.1.3 计算结果与分析  33-37
  4.2 二维结构/波浪的相互作用——算例验证  37-42
    4.2.1 流场与结构物相互作用的控制方程  38-39
    4.2.2 6DOF 求解器的计算原理  39
    4.2.3 物理模型  39-40
    4.2.4 网格划分  40
    4.2.5 计算结果与分析  40-42
  4.3 本章小结  42-43
第五章应急气囊对直升机在规则波浪作用下的稳定性分析  43-56
  5.1 气囊对二维结构物/波浪相互作用的影响  43-50
    5.1.1 物理模型及网格划分  43-44
    5.1.2 计算结果与分析  44-50
  5.2 应急气囊对直升机在规则波浪作用下运动的影响  50-55
    5.2.1 直升机简化模型及网格划分  50-51
    5.2.2 计算结果与分析  51-55
  5.3 本章小结  55-56
第六章结论与展望  56-57
  6.1 结论  56
  6.2 展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
在学期间的研究成果及发表的学术论文  62

应急气囊对直升机漂浮稳定性的影响

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