Упрощённый метод оценки скорости волнового глайдера
DOI:
https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-1/56-65Ключевые слова:
волновой глайдер, машущее крыло, движитель, мореходностьАннотация
В работе представлен упрощённый метод для расчёта скорости волнового глайдера. Для описания движения системы «надводный корпус – глайдер» используется метод Кейна, который хорошо известен в области кинематики и динамики манипуляционных роботов. В предложенном алгоритме отсутствуют функции, характерные для классической теории машущего крыла, что сильно упрощает реализацию предложенного метода. Разработанный метод успешно прошёл верификацию и валидацию путём сравнения с экспериментальными данными о движении модели волнового глайдера на встречном регулярном волнении. Дальнейшее развитие этого метода позволит не только прогнозировать достижимые скорости волнового глайдера в реальных ветро-волновых условиях, но и оптимизировать его геометрические параметры.
Библиографические ссылки
1. Рождественский К.В., Рыжов В.А. Математические модели в теории машущего крыла. Л.: Изд. ЛКИ, 1985.
2. Rozhdestvensky K.V., Ryzhov V.A. Aerohydrodynamics of flapping-wing propulsors // Progress in Aerospace Sciences. 2003. № 39(8). Р. 585–633. DOI: https://doi.org/10.1016/s0376-0421(03)00077-0
3. Rozhdestvensky K.V., Ryzhov V.A. Flapping-wing propulsion / McGraw-Hill yearbook of science and technology. 2005. Р. 112–115.
4. Рождественский К.В. Оценка тяги и скорости волнового глайдера на основе упрощённой математической модели // Морской вестник. 2016. № 3(59). C. 95–98.
5. Rozhdestvensky K.V. Study of underwater and wave gliders on the basis of simplified mathematical models // Appl. Sci. 2022. № 12. P. 3465. DOI: https://doi.org/10.3390/app12073465
6. Овчинников К.Д., Потехин Ю.П., Рыжов В.А. Экспериментальное исследование характеристик модели волнового глайдера // Морской вестник. 2020. № 4(76). С. 33–35.
7. Овчинников К.Д., Синишин А.А., Белая А.Б., Рыжов В.А. Исследование влияния параметров рулевой системы на характеристики управляемости волнового глайдера. 2022. № 3, часть 1. С. 46–51. DOI: https://doi.org/10.37220/MIT.2022.57.3.005
8. Rozhdestvensky K.V., Htet Z.M. A mathematical model of a ship with wings propelled by waves // Journal of Marine Science and Application. 2021. № 20. Р. 595–620. DOI: https://doi.org/10.1007/s11804-021-00221-2
9. Рождественский К.В., Хтет З.М. К оценке индекса проектной энергетической эффективности (EEDI) судна с энергосберегающими крыльевыми устройствами // Морские интеллектуальные технологии. 2021. Т. 3, № 2. С. 58–68. DOI: https://doi.org/10.37220/MIT.2021.52.2.035
10. Wu X., Zhang X., Tian X., Li X., Lu W. A review on fluid dynamics of flapping foils // Ocean Engineering. 2020. № 195. Р. 1–30. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106712
11. Anderson J.M., Streitlien K., Barrett D.S., Triantafyllou M.S. Oscillating foils of high propulsive efficiency // Journal of Fluid Mechanics. 1998. Vol. 360. Р. 41–72. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022112097008392
12. Wang P., Tian X., Lu W., Hu Z., Luo Y. Dynamic modeling and simulations of the wave glider // Applied Mathematical Modelling. 2019. № 66. Р. 96–99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.08.027
13. Wang L., Li Y., Liao Y., Pan K., Zhang W. Dynamics modeling of an unmanned wave glider with flexible umbilical // Ocean Engineering. 2019. № 180. Р. 267–278.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.03.047
14. Sun X., Sun C., Sang H., Li C. Dynamics modeling and hydrodynamic coefficients identification of the wave glider // J. Mar. Sci. Eng. 2022. № 10. Р. 520. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse10040520
15. Ahmed A.M.E. Resistance evaluation for the submerged glider system using CFD modelling // Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology. 2023. № 29. Iss. 3. Р. 147–159. DOI: https://doi.org/10.37934/araset.29.3.147159
16. Feng Z., Chang Z., Deng C., Zhao L., Chen J., Zhang J., Zheng Z. Effects of nonlinearity of restoring springs on propulsion performance of wave glider // Nonlinear Dyn. 2022. № 108. Р. 2007–2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-022-07295-9
17. Zhou C., Wang B., Zhou H., Li J., Xiong R. Dynamic modeling of a wave glider // Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2017. № 18(9). Р. 1295–1304. DOI: https://doi.org/10.1631/fitee.1700294
18. Kane T.R., Wang C.F. On the derivation of equations of motion // Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics. 1965. Vol. 13. № 2. Р. 487–492.
19. Sheldahl R.E., Klimas P.C. Aerodynamic characteristics of seven symmetrical airfoil sections through 180-degree angle of attack for use in aerodynamic analysis of vertical axis wind turbines // Technical Report. 1981. 120 р. DOI: https://doi.org/10.2172/6548367
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Вестник Инженерной школы ДВФУ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
