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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 郭真祥 | |
dc.contributor.author | Tzu-Ching Liu | en |
dc.contributor.author | 劉子靖 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-16T03:38:59Z | - |
dc.date.available | 2015-03-16 | |
dc.date.copyright | 2015-03-16 | |
dc.date.issued | 2015 | |
dc.date.submitted | 2015-02-25 | |
dc.identifier.citation | [1] 中央氣象局南區氣象服務網站。取自:http://south.cwb.gov.tw
[2] 國家教育研究院網站。取自:http://terms.naer.edu.tw [3] 蔡進發(2005),考古用水下載具介紹。中華水下考古學會網站。 取自:http://www.tuaa2009.org.tw [4] 中華民國海軍全球資訊網。取自:http://navy.mnd.gov.tw [5] 載人水下研究用載具Alvin。取自:http://www.whoi.edu [6] 海敏一號。取自:http://na.esoe.ntu.edu.tw/uv/tw/plan.asp [7] ROV Jason。取自:http://www.whoi.edu [8] 側掃聲納拖曳體。取自:http://www.ozcoasts.gov.au/index.jsp [9] 拖曳式都普勒流速儀載具。取自:http://ntuio.oc.ntu.edu.tw/ [10] Robert McNeel & Associates(2013) , “Rhinoceros v5.0 User Guide” [11] F.S. Hill , S. M Kelley (2006), “Computer Graphics Using Open GL” ,Prentice Hall [12] NACA 4 digits airfoil generator。http://airfoiltools.com/airfoil/naca4digit [13] 王偉輝(1999)。海洋科技導論一:人文社會學程系列淺談造船工程技術。 [14] J.L.Meriam,L.G.Kraige(2006), “Engineering Mechanics: Dynamics”, New York, NY :John Wiley & Sons,INC. [15] Steven C. Chapra(2008), “Applied Numerical Methods with MATLAB”,New York,NY :McGraw-Hill Companies,INC. [16] CD-adapco(2010), “Star-CCM+ Version 7.04.011 User Guide” [17] R.W.Fox, A.T.McDonald, P.J.Pritchard(2004), “Introduction To Fluid Mechanics” ,New York, NY :John Wiley & Sons,INC [18] S.V. Pantankar (1980), “Numerical Heat Transfer and Fluid Flow”, Hemisphere Pub. Corp.. | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/54810 | - |
dc.description.abstract | 水下載具是指能在水下運動從事任務的載人或是承載儀器的載具。水下載具的設計根據任務需求及操作環境的不同以及建造成本的考量,而有適用的水下載具型態。在海底地形探測中,聲納為常用的技術,藉由水下載具搭載聲納探測裝備,可延伸聲納有效作用範圍的深度,然而在深度產生改變的運動過程中,水下載具的運動姿勢會同時影響聲波的傳遞方向。本研究之目的為設計一個搭載聲納音鼓進行海底地形探測任務的水下載具,且在穩定姿勢時具有高穩定性。設計方法為利用電腦輔助設計進行系統性參數化幾何外型設計,並在重力、靜浮力、繫纜力、流體動力作用下,調整不同繫纜點及不同的重量配置,進行縱搖穩定角度及縱搖運動剛性分析。重力由載具及掛載物的重量配置而定,為使用端的可操作項,而流體動力則藉由計算流體力學方法模擬得之;靜浮力則使用本實驗室開發之浮體程式計算。將各外力項代入剛體運動方程式,以合力平衡條件求解繫纜力,並採用Euler’s method迭代計算合力矩,直至合力矩平衡時的縱搖角度即為穩定縱搖角,並量化評估在穩定縱搖角時之縱搖運動剛性。根據本研究計算結果,按實際操作要求載具必須在水平姿勢下進行探測,繫纜點往艏部移動能夠有效提高縱搖運動剛性,且重量配置的調整自由度較高;在繫纜點固定時,欲維持水平姿勢則縱向重心位置隨著載具質量的增加需往艏部移動,而縱搖運動剛性降低。 | zh_TW |
dc.description.abstract | The underwater vehicle is a vehicle that could carry human beings or equip instruments to carry out underwater missions. Based on different requirements of the missions, we have to choose appropriate ones for both economics and effectiveness considerations. SONAR(SOund Navigation And Ranging) is an useful technique for surveying sea-bottom topographies. Equipping the transducers with the underwater vehicle could increase the effective depth of SONAR. However, the positioning of the underwater vehicle could affect the direction of acoustic waves. The purpose of this study is to design an underwater vehicle equipped with transducers in order to survey sea-bottom topographies and with high stability at the stable pitch angle. We use CAD software to systematically design a parametric geometry shape and analyze its statical equilibrium. The gravity force depends on the weight distribution. We apply Computational Fluid Dynamics to calculate the hydrodynamic force. In addition, we apply the kinematical equations of rigid body, and substitute the computed hydrodynamic force into the Buoyancy Program developed by the NTU ESOE CAD Lab. Furthermore, we use Euler’s method to iteratively calculate mooring force and the stable pitch angle with different mooring joints or weight distributions and numerically estimate the pitch stiffness of the underwater vehicle. According to this research, if the stable pitch angle equals zero, moving the mooring joint forward could increase the pitch stiffness and the weight distributions would become more flexible. When the mooring joint is fixed, the longitudinal center of gravity has to move forward to maintain a constant stable pitch angle if the mass of underwater vehicle increases, however, the pitch stiffness would decrease. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T03:38:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-104-R02525014-1.pdf: 8545770 bytes, checksum: e145bb50811c325ade2607c603942f13 (MD5) Previous issue date: 2015 | en |
dc.description.tableofcontents | Chapter 1 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1 1-2 研究目的 6 1-3 研究方法 6 1-4 本文架構 8 Chapter 2 水下載具之參數化設計 9 2-1 參數化設計 9 2-2 載具的幾何外型組成 9 2.2.1 超橢圓及超橢球 9 2.2.2 艏部與艉部 11 2.2.3 側翼 16 2-3 分解幾何外型之繪製元件與方法 18 2.3.1 艏部確定控制參數流程 19 2.3.2 艉部確定控制參數流程 20 2.3.3 側翼確定控制參數流程 23 Chapter 3 理論基礎 29 3-1 六自由度剛體運動 29 3-2 動態平衡 31 3-3 Euler’s Method 35 3-4 流體動力 38 3.4.1 統御方程式 38 3.4.2 紊流模型 40 3.4.3 壁面函數 41 3.4.4 數值方法 44 Chapter 4 計算模型與驗證 45 4-1 計算模型 45 4-2 流體動力性能計算 49 4.2.1 流場範圍與邊界條件 49 4.2.2 邊界條件驗證 53 4.2.3 網格建構策略 57 4.2.4 網格尺寸 58 4.2.5 網格獨立性驗證 60 4-3 靜浮力計算驗證 65 4-4 剛體運動求解器驗證 66 4.4.1 浮體程式 66 4.4.2 計算結果驗證 69 Chapter 5 穩定縱搖角與縱搖運動剛性計算分析 72 5-1 計算條件設定 72 5-2 繫纜點1(50,0,20)之穩定縱搖角與縱搖運動剛性分析 74 5-3 繫纜點2(53.33,0,20)之穩定縱搖角與縱搖運動剛性分析 78 5-4 繫纜點3(60,0 ,20)之穩定縱搖角與縱搖運動剛性分析 81 5-5 改變繫纜點之穩定縱搖角重量配置及縱搖運動剛性比較 84 Chapter 6 結論 88 參考文獻 90 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 水下聲納載具之參數化幾何外型設計之研究 | zh_TW |
dc.title | Parametric Geometric Design of Underwater SONAR Vehicles | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 103-1 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 陳琪芳,邱逢琛,辛敬業 | |
dc.subject.keyword | 水下載具,聲納,計算流體力學,參數化設計, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Underwater vehicle,SONAR,CFD,Parametric design, | en |
dc.relation.page | 90 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2015-02-25 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 工程科學及海洋工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 工程科學及海洋工程學系 |
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