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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 邱逢琛 | |
| dc.contributor.author | Hou-Yu Liu | en |
| dc.contributor.author | 劉厚佑 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-17T04:24:52Z | - |
| dc.date.available | 2020-08-16 | |
| dc.date.copyright | 2018-08-16 | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.date.submitted | 2018-08-15 | |
| dc.identifier.citation | [1] 邱逢琛、張佑鴻, “潛艦運動數學模式之建構與模擬”,NTU-ESOE Tech. Rept. 856,2006.
[2] 陳義男、汪群從, “潛體流體動力研究”,工科所年度報告,1988. [3] 汪群從、張良根, “軸對稱潛體在垂直面之運動分析”,NTU-INA Tech. Rept. 229,1986. [4] 邱逢琛、利世旭, “軸對稱潛體在水平面之運動分析”,NTU-INA Tech. Rept. 242,1986. [5] 邱逢琛、莊振興, “軸對稱潛體之六自由度運動分析”,NTU-INA Tech. Rept. 255,1987. [6] 邱逢琛、陳宣宏, “軸對稱潛體流體動力係數之模型試驗分析”,NTU-ESOE Tech. Rept. 487,1995. [7] 邱逢琛、郭振華、梁廣鑫, “螺槳對軸對稱潛體流體動力係數影響之模型世彥分析”,NTU-NAOE Tech. Rept. 628,1999. [8] 邱逢琛、林守毅, “潛體流體動力係數之拘束船模試驗分析”,NTU-ESOE Tech. Rept. 821,2005. [9] 邱逢琛、劉韋群, “應用模組化數學模式之潛艦操船模擬系統之研發”,台灣大學工程科學及海洋工程系碩士論文,2015. [10] 邱逢琛、余健明, “潛體流體動力係數及操縱性能之CFD探討”,第19屆水下技術研討會暨科技部成果發表會論文集,2017. [11] 虎門科技股份有限公司, “ANSYS-FLUENT 基礎課程”,2016. [12] 辛敬業、黃維信、鍾孟軒、周一志、王偉仲,”探討不同航行狀況下水下載具自推時的流力特性”,科技部計畫報告104-2745-E-019-001,2016年3月] [13] 邱逢琛、江宜澤, “應用計算流體力學方法探討船舶流體動力係數及操縱性能之研究”,台灣大學工程科學及海洋工程系碩士論文,2015. [14] Chase, Nathan, “Simulations of the DARPA Suboff submarine including self-propulsion with the E1619 propeller.” MS thesis, University of Iowa, 2012. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/70256 | - |
| dc.description.abstract | 本文研究重點著重於使用CFD的ANSYS-FLUENT計算流體力學的方法,進行潛艦於無窮流體中之流體動力交互作用係數之探討。根據國立台灣大學工程科學及海洋工程學系「運動與控制實驗室」(以下簡稱本實驗室)過往依循日本在船舶操縱運動方面所建構之MMG數學模式發展的模組化潛艦操縱運動數學模式為基礎,探討其中各個部件包含胴體、艏翼、艉翼、舵和螺槳等,彼此間的交互作用影響效應,以及潛艦運動時對於各部件造成之交互作用效應。透過一系列CFD的數值計算,完成潛艦部件模組間交互作用係數與潛體運動時引致之交互作用係數之計算與分析,其中包含各部件單獨性能計算、潛艦直航試驗、潛艦直航試驗(改變舵、艏翼及艉翼之角度)及潛艦針對螺槳效應及舵效應之迴旋臂試驗。再依據計算結果,分析得到交互作用係數,並代入本實驗室開發之潛艦操船模擬程式,應用包含與不含交互作用係數下之模組化數學模式,分別完成仿擬潛艦一系列操船模擬計算與比較,以及模組化模式中之交互作用係數對於仿擬潛艦之操縱性能效應之探討。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | The present study focuses on utilizing CFD (computational fluid dynamics) method to calculate the hydrodynamic coefficients of submarine in an infinite fluid and investigate its interaction coefficients. On the basis of a MMG (Maneuvering Modeling Group) mathematical model for ship in Japan, our laboratory, maneuvering and control laboratory in National Taiwan University, has developed the modular modeling methodology for submarine. Under such a background, the submarine can be divided into several parts including fuselage, sail, bow planes, stern planes, rudder, propeller and so on. And the hydrodynamic characteristics of each part can be analyzed mathematically individually. By conducting a series of CFD simulation including performance test of single element, submarine straight towing test (rudders or planes with/without angle of attack) and rotating arm test (for propeller and rudder), the interact effects between the elements and interact effects caused by submarine motions are able to be investigated. And those interaction coefficients can be determined.
By applying the obtained results of interaction coefficients into the submarine maneuvering simulation program, which is also developed by our lab, and carrying out a series of submarine maneuvering test simulations, the effects of interaction coefficients on the submarine maneuvering can be effectively compared and discussed. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-17T04:24:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-107-R05525009-1.pdf: 8410203 bytes, checksum: 0a10f44c17f8176eee3b0ab501fb4ca5 (MD5) Previous issue date: 2018 | en |
| dc.description.tableofcontents | 誌謝 I
摘要 II Abstract III 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XI 第1章 緒論 1 1-1 研究背景與目的 1 1-2 文獻回顧 1 1-3 研究方法 2 1-4 本文架構 3 第2章 潛艦操縱運動方程式 4 2-1 座標系及正負向定義 4 2-2 潛艦六自由度運動方程式推導 6 2-3 方程式中之交互作用係數 9 第3章 流體動力數值計算方法 11 3-1 統御方程式 11 3-1-1 連續方程式 11 3-1-2 動量方程式 12 3-2 紊流 12 3-2-1 紊流方程式 12 3-2-2 紊流模型 15 3-3 壁面函數 16 3-4 網格建構 18 3-4-1 網格生成 18 3-4-2 數值擴散 18 3-4-3 網格品質 18 3-5 網格獨立性理論 19 3-6 數值方法 19 3-6-1 有限體積法 19 3-6-2 流場壓力速度耦合求解 20 3-6-3 流場壓力速度耦合求解方法選擇 20 3-7 螺槳數值計算方法 21 3-7-1 動網格法 21 3-7-2 移動參考座標系法 21 3-7-3 滑移網格法 21 第4章 供試潛艦與試驗設置 22 4-1 供試潛艦幾何外型 22 4-2 螺槳基本資料 25 第5章 潛艦與其部件之單獨性能計算 26 5-1 螺槳性能(Open Water Test) 26 5-1-1 計算域設定與網格建構 27 5-1-2 邊界條件設置及數值方法 28 5-1-3 螺槳性能數值模擬計算結果 30 5-2 舵、翼之阻力、升力試驗模擬 35 5-2-1 網格建構 35 5-2-2 網格獨立性驗證與計算域測試 36 5-2-3 部件之阻力與升力數值模擬計算結果 43 第6章 潛艦與其部件交互作用模擬 47 6-1 計算域設定與網格建構 47 6-2 邊界條件設置及數值方法 49 6-3 交互作用試驗數值模擬計算結果 49 6-3-1 螺槳對船體之交互作用係數 50 6-3-2 艏、艉翼及上、下舵對船體之交互作用系數 52 6-3-3 螺槳對艉翼、上下舵之交互作用係數 61 第7章 潛艦運動之交互作用試驗模擬 63 7-1 計算域設定與網格建構 63 7-2 邊界條件設置與數值方法 65 7-3 船體運動之交互作用試驗數值模擬計算結果 66 7-3-1 船體運動對螺槳之交互作用係數 67 7-3-2 上、下舵側向有效入流速度之交互作用係數 70 7-3-3 左、右艉翼垂向有效入流速度之交互作用係數 72 第8章 交互作用係數對操縱運動影響之討論 74 8-1 水下直線運動 74 8-2 直線穩定性判別 76 8-3 迴旋圈試驗 79 8-4 Z型試驗 83 8-5 水下垂直運動 85 第9章 結論與未來展望 88 參考文獻 90 附錄1 潛體各方向之流體力(矩)推導 92 附錄2各部件流體力相關經驗式 100 附錄3 螺槳表面壓力分佈 103 附錄4 直航試驗周圍流場速度分布 105 附錄5 直航試驗部件、胴體表面壓力分佈及周圍流場 109 附錄6 迴旋臂試驗周圍流場 118 附錄7 模擬程式中考慮/不考慮交互作用效應之係數輸入 123 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 潛艦 | zh_TW |
| dc.subject | 模組化數學模式 | zh_TW |
| dc.subject | 交互作用係數 | zh_TW |
| dc.subject | MMG數學模式 | zh_TW |
| dc.subject | CFD計算流體力學 | zh_TW |
| dc.subject | Mathematical model | en |
| dc.subject | Computational fluid dynamics | en |
| dc.subject | MMG mathematical model | en |
| dc.subject | Interaction coefficients | en |
| dc.subject | Submarine | en |
| dc.title | 潛艦操縱運動模組化數學模式交互作用係數之探討 | zh_TW |
| dc.title | Study on Interaction Coefficients of a Modular Mathematical Model for Submarine Maneuvering Motions | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 106-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 羅志宏,鍾慶富,周顯光,郭振華 | |
| dc.subject.keyword | 潛艦,模組化數學模式,交互作用係數,MMG數學模式,CFD計算流體力學, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Submarine,Mathematical model,Interaction coefficients,MMG mathematical model,Computational fluid dynamics, | en |
| dc.relation.page | 124 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU201803011 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2018-08-15 | |
| 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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