水波动力学文献综述
水流动力学研究
水流动力学研究一、概述水流动力学是研究水动力学现象的一门学科，它主要研究水力学的基本理论、模型和方法，以及运用这些理论、模型和方法进行水工、水利和环境水力学应用问题的研究。
水流动力学的研究范围很广，涉及到很多方面的内容，比如水流的稳定性、流动的特性、水波的传播和变形、流体力学的数值模拟等等。
本文将分别从水流动力学的基本理论、模型和方法以及应用问题三个方面来进行介绍和阐述。
二、基本理论1. 流体力学基本方程流体力学基本方程是研究流体运动时所需要用到的微分方程，包括连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
这些方程都是以质量守恒、动量守恒和能量守恒为基础推导而来的，可以用来描述流体在空间的运动、受力和能量转化。
2. 流场分析流场是指流体在空间中的各点受力、速度和压力等物理量的分布情况。
流场分析是通过研究流场的压力、速度和密度等物理量的变化来分析流体在空间中的运动状态的。
流场分析包括实验和数值模拟两种方法，实验方法包括物理实验和模拟实验，数值模拟方法包括数值解法和计算流体力学方法。
3. 流体边界层理论流体边界层是指流体与固体表面接触时产生的一层流动区域，其中液体流速逐渐减小，最终变为零，而固体表面上的摩擦力和表面粗糙度对流场有重要影响。
流体边界层理论是研究流体边界层受到物理影响及其特性的理论，对水力学研究具有重要意义。
三、模型和方法1. 物理模型物理模型是指通过实验设备或试验场地来模拟流体流动现象，以进行定量分析或定性分析的方法。
物理模型有很多种形式，包括流体模型、波浪模型、水坝和水电站模型等，其中最常用的是流体模型。
2. 数值模拟数值模拟是一种通过计算机来对水动力学问题进行数值解，以定量分析流体流动和波浪变化的方法。
常见的数值模拟方法包括有限元法、有限体积法、差分法等。
3. 地理信息系统地理信息系统是一种将空间数据整合在一起的计算机系统，它可以处理、分析和可视化空间数据，同时提供对水流动力学问题的快速分析和决策支持。
水动力学与波浪作用对海蚀崖形成的贡献分析
水动力学与波浪作用对海蚀崖形成的贡献分析水动力学是研究水体运动规律的学科，而波浪是水体运动过程中最重要的现象之一。
在海岸地区，水动力学和波浪作用对海蚀崖形成起着重要的贡献。
本文将分析水动力学和波浪作用对海蚀崖形成的贡献，并探讨其影响因素和作用机理。
首先，水动力学对海蚀崖形成起着重要作用。
海蚀崖是由于海水对海岸岩石的侵蚀和破坏作用而形成的悬崖。
水动力学过程中的水流对岩石的冲刷和磨蚀起着重要作用。
当海浪击打海岸的时候，形成强烈的激荡和漩涡，由此产生的水流对岩石表面进行冲刷和磨蚀，使岩石变得坚硬并逐渐形成崖壁。
因此，水流对海蚀崖的形成具有不可忽视的贡献作用。
其次，波浪作用也是导致海蚀崖形成的重要因素之一。
波浪在海岸地区的冲击和波动会产生强烈的冲击力，这种力量对岩石的破坏作用较大。
当波浪猛烈地冲击海岸时，岩石表面会被波浪撞击形成的气泡和涡流所破坏，岩石会逐渐崩塌，并逐渐形成海蚀崖。
此外，波浪的涌浪过程也会导致岩石的磨蚀和冲刷，加剧了海岸侵蚀的进程，促进了海蚀崖的形成。
水动力学和波浪作用对海蚀崖形成的贡献不仅仅体现在水流和波浪本身对岩石的冲刷和破坏作用上，还与其他环境因素紧密相关。
例如，岩石的硬度和抗风化能力直接影响崖壁的形成速度和稳定性。
岩石硬度较高的地区，相对而言，更难被冲刷和破坏，因此海蚀崖形成的速度会相对较慢。
此外，地质构造、潮汐和洋流等也都会影响崖壁的形成过程。
例如，沿海断层的存在可能导致海蚀崖形成的聚集或分散，潮汐和洋流的变化也会对崖壁形成产生影响。
在水动力学和波浪作用对海蚀崖形成的过程中，存在一些关键的作用机理。
首先，波浪的能量传播会使海蚀崖的形态发生变化。
波浪对海岸的撞击会使岩石受到冲刷和磨蚀，形成崖壁。
其次，波浪与地形的相互作用会导致波浪的折射和衍射，从而改变波浪的能量传播路径。
这种波浪的折射和衍射作用会使波浪聚集和分散，从而对海岸形成造成影响。
还有，水动力学过程中的波浪诱导水流和涡流的形成是海蚀崖形成的重要机理之一。
船舶水动力学特性研究
船舶水动力学特性研究船舶作为人们日常生活和经济活动中的不可或缺的交通工具，其水动力学特性的研究对于提升航行安全性和经济效益至关重要。
因此，本文将从船舶水动力学研究的概念、基本原理、影响因素等方面进行探讨，希望能够对船舶水动力学研究有一定的了解。
一、船舶水动力学研究概念船舶水动力学研究是指对船舶在水中运动时的艏波、尾流、水阻、稳定性、操纵性等各种现象进行研究和分析的学科。
其研究对象是各种类型和尺寸的船舶，包括商船、军舰、游艇等。
二、船舶水动力学研究基本原理1. 流态分析原理流态分析原理是船舶水动力学研究的核心。
该原理是将船舶在水中运动时所遇到的现象分别按其流态性质分类，以便于研究和分析船舶的水动力学特性。
根据流态分析原理，船舶的水动力学特性主要包括以下三个方面：(1) 湍流：指水流具有乱流、波浪等不规则的流动状态。
船舶在湍流中行驶时，会产生较大的阻力和动荡现象，对航行安全和经济效益均有不利影响。
(2) 节流：指水流具有规则但收缩的流动状态。
船舶在节流中行驶时，会感受到明显的水阻，对船速和经济性能产生较大影响。
(3) 局部分离：指水流对船身表面产生局部脱离的流动状态。
局部分离会对船舶的水动力学性能产生很大影响，如增大阻力和降低操纵性能等。
2. 流场数值模拟原理流场数值模拟原理是指通过计算机对船舶在水中运动时产生的复杂流场进行模拟和分析，以便于更加精确地研究船舶的水动力学特性。
该原理主要采用有限体积法、有限元法、边界元法等方法进行计算。
流场数值模拟可以预测船舶在水中的运动轨迹、速度、阻力等物理量，为航行安全和经济效益的提升提供了重要依据。
三、船舶水动力学特性影响因素船舶水动力学特性的研究不仅需要掌握其基本原理，还需要考虑各种影响因素。
以下是船舶水动力学特性研究中的一些重要影响因素。
1. 船体形状船体形状是影响船舶水动力学性能的最重要因素之一。
船体的前后部形状、槽宽、吃水深度以及外型等参数对船舶的水阻、波浪、稳定性等性能均有影响。
波浪能毕业论文
本科毕业设计（论文）3000W液压式波浪能转化实验系统设计郭悦燕山大学2011年6月本科毕业设计（论文）3000W液压式波浪能转化实验系统设计学院（系）：机械工程学院专业：机电控制工程学生姓名：郭悦学号：0701********指导教师：姚静答辩日期：2011年6月燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要摘要从上世纪70年代的石油危机开始，各国开始把注意力转移到本地资源和寻找最适宜的廉价能源上。
利用海洋波浪能为人类提供电力是当前可再生资源领域研究的热点之一。
现阶段主要存在的装置包括，振荡水柱式装置、摆式装置、振荡浮子式波能转换装置和收缩波道式波能转换装置，这其中液压系统应用十分的广泛。
为了克服现有波浪装置技术的不足，本课题的目的在于提供可工作时间长，运行稳定，转换效率高，发电质量好的一种基于液压传动的双行程做功的波浪能吸收装置。
系统主要创新点在于利用蓄能器实现稳压以及吸收脉动的效果，补油泵系统防止了系统元件的吸空，回油管路的背压阀旨在使马达稳速运转。
本次课题中采用CAD绘制原理图，后用Solidworks完成阀块设计、泵站装配工作。
关键词波浪能；发电；双行程；马达稳速；燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractSince the Oil Crisis 70s last century, various countries start to focus on native resource and searching the most proper and cheap energy. It’s one of hot research in the renewable resource field nowadays that using wave energy to generate electricity for human. Main existing devices including at the present, Oscillation water column type device, pendulum device, oscillation float type wave energy transform device, contraction wave channel type wave energy transform device. Hydraulic system has a wide application among them.In order to overcome the shortages of existing devices, The purpose of this topic is providing a double stroke wave energy absorption equipment based on hydraulic transmission which can operate longer, run stably, have great transform efficiency, generate high quality electricity. The system's major innovations are reflected in, using an accumulator to stable voltage and absorb pulsation, using a slippagepump to prevent suction phenomenon, using back pressure valve in the return line to guarantee the motor steady speed.The topic finished principle chart drawing though AutoCAD, then designed three-dimensional pumping station and valve block utilizing Solidworks eventually.Keywords wave energy; power generation; double block; motor steady speed目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 波浪能应用的发展趋势 (3)1.4本课题的研究内容及意义 (4)本章小结 (6)第2章液压系统原理设计 (7)2.1液压系统设计要求 (7)2.2液压系统的组成及工作原理 (8)2.2.1 液压系统的组成 (8)2.2.2 液压系统的工作原理 (11)本章小结 (12)第3章液压系统的设计计算及元件选择 (13)3.1给定参数的推算 (13)3.1.1 液压系统的给定参数 (13)3.1.2 系统的压力及流量计算 (13)3.1.3 管径的计算 (14)3.2能量转化部分的元件选择 (15)3.2.1 泵和电机的计算 (15)3.2.2 液压缸的计算 (17)3.2.3 蓄能器的计算 (18)3.2.4 阀的选型步骤 (19)3.3模拟动力部分的选择计算 (19)3.3.1 泵和电机的计算 (19)3.3.2 液压缸的选择 (21)3.3.3 阀的选型步骤 (21)3.4 辅助元件的选择计算 (21)3.5油箱的设计 (22)3.5.1 油箱的作用和分类 (22)3.5.2 设计油箱的注意事项 (22)3.5.3系统油箱容积的估算 (23)本章小结 (23)第4章阀块的设计绘制 (25)4.1概述 (25)4.2阀块设计原则 (25)4.3集成回路的选择 (27)4.4阀块设计 (28)4.4.1 选择材料 (28)4.4.2 确定钻孔的孔径 (29)4.4.3 阀块的加工 (29)4.4.4 阀块的装配及调整 (29)本章小结 (32)第5章液压泵站设计 (33)5.1泵站的基本设计要点 (33)5.2泵站的管路布局要求 (33)5.3泵站的具体设计 (34)本章小结 (35)第6章液压系统安装、调试及维护 (37)6.1液压元件的安装 (37)6.1.1液压元件的安装 (37)6.1.2试压 (39)6.1.3调整与试运转 (39)6.2液压系统的使用与维护 (41)6.2.1日常检查项目和内容 (41)6.2.2日常检查项目和内容 (41)本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (45)致谢 (47)附录1 开题报告 (49)附录2 文献综述 (55)附录3 外文翻译 (63)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景从石油危机开始，各国开始把注意力转移到本地资源和寻找最适宜的廉价能源上，21世纪是海洋的世纪，人类向大海索取能源成为必然趋势，沿海地区把希望寄在汹涌澎湃的巨浪上——利用波浪能发电。
水波动力学文献综述
华中科技大学考生姓名陈刚考生学号T201189948系、年级研究生院类别硕士科目水波动力学理论与研究日期2012年5月12日水下滑翔器的水动力分析摘要：水下滑翔器是一种无外挂推进系统，仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下装置，主要用于长时间、大范围的海洋环境监测，因此要求其具有低阻特性和高稳定性。
文章主要从水下滑翔器水动力特性,纵剖面滑行时水动力特性计算和分析等方面对水下滑翔器的研究和设计提供理论参考。
关键词：水下滑翔器、水动力特性。
引言水下滑翔器 (AUG)是为了满足海洋环境监测与测量的需要，将浮标、潜标技术与水下机器人技术相结合，研制出的一种无外挂推进系统，依靠自身浮力驱动，沿锯齿型航迹航行的新型水下机器人。
AUG采用内置姿态调整机构和无外挂驱动装置，因此载体外置装置减少，避免了对载体线型的破坏，大大改善了载体的水动力特性。
AUG具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力强等特点，适宜于大量布放，大范围海洋环境的长期监测。
AUG是海洋环境立体监测系统的补充和完善，在海洋环境的监测、凋查、探测等力面具有广阔的应用前景。
国内外现状1989 年，美国人Henry Stommel 提出了采用一种能够在水下作滑翔运动的浮标进行海洋环境调查的设想，这就是水下滑翔机器人的最初概念。
之后，美国开始了AUG 的研究与开发，自1995 年以来，在美国海军研究局的资助下，研制出SLOCUM( Battery) 、Sea glider 和Spray 等多种以二次电池为推进能源的水下滑翔机器人，以及以海洋垂直剖面的温差能作为驱动能源的Slocum 水下滑翔机器人。
此外，美国的Prinston 大学建造了一个AUG 试验平台，主要用于AUG 的建模和控制方法研究。
美国的Webb Research Corp 先后研制了Slocum Electric Glider 水下滑翔机器人和Slocum Thermal Glider 水下滑翔机器人，其中前者是一种高机动性、适合在浅海工作的水下滑翔机器人，而后者是一种利用海水热差驱动的水下机器人。
河流水动力学行为研究进展
河流水动力学行为研究进展河流是地球上最重要的水资源之一，为人类提供了水和其他重要资源。
在河流生态系统中，水动力过程是至关重要的因素，影响着河流的生态状态和流域开发。
因此，河流水动力学行为的研究一直是地理学、水文学、生态学等领域的重要研究方向。
本文将介绍河流水动力学行为的研究进展。
1. 剪切流和涡流河流水动力学中最常见的现象是剪切流和涡流。
剪切流是河水在河道中移动时，由地表形态和地球自转等自然因素引起的惯性力和摩擦力所导致的现象。
涡流是指河水运动时，在洪流、弯道、河流交汇等地方产生的旋涡现象。
研究表明，剪切流和涡流对河流生态环境和水力资源的影响很显著。
特别是涡流，容易导致河道淤积、水位升高，拉长水流路径和影响流态的稳定性。
因此，在河流调控和资源开发中，需要考虑涡流与水力相互作用的因素。
2. 龙卷涡研究龙卷涡是河流中一种比较罕见的涡流现象，是一种旋转的空气体和水体组成的旋风。
龙卷涡的产生与河流特定环境和流量有关。
研究表明，龙卷涡在河流生态系统中的作用非常重要。
由于龙卷涡携带的强风能够将树木和岩石移动，导致岸边生态系统的破坏。
而龙卷涡对水体的扰动也会导致水生生物受到伤害。
因此，对龙卷涡的研究也成为了河流生态系统研究的重要方向之一。
3. 波浪和水流的相互作用在河流中，波浪和水流的相互作用也是研究的重要方向之一。
波浪的产生和传播是河流水动力学中常见的现象，对河流水力资源和生态环境有着很大的影响。
研究表明，波浪和水流相互作用的结果会导致水流速度和水位的变化，影响河流床面的形态和沉积物的运动。
因此，对波浪和水流相互作用的研究既可为河流生态保护提供理论依据，也为水利工程设计提供实践指导。
4. 数值模拟和实验研究河流水动力学行为的研究，涉及到很多复杂的物理过程。
因此，为了更好地理解和预测河流水动力学行为，研究者利用数值模拟和实验研究的方法进行研究。
数值模拟通过计算机模拟河流水动力学行为，可快速获得大量数据。
同时，数值模拟也可以帮助研究者识别和分析河流中的复杂物理过程，从而更好地了解河流水动力学行为的发生机理。
波浪能发电装置
课程设计说明书题目名称波浪能发电装置的设计课程名称机械产品技术创新学生姓名郭钊群学号**********专业制冷与空调指导教师姜宏阳机械与能源工程系2015年12 月17 日波浪能发电装置的设计班级：制冷与空调姓名：郭钊群学号：1341102053摘要：海洋波浪能作为一种清洁环保并且可再生的新型能源已经吸引了世界各国科学人员的目光，并已取得一定的研究成果。
介绍了海洋波浪能发电装置的原理，对海洋波浪能发电装置进行了分类，总结了几种典型海洋波浪能发电装置的优缺点，并针对现阶段国内外研究现状指出目前存在的问题和今后海洋波浪能发电装置的发展前景。
关键字：新型能源；海洋波浪能；发电装置；发展前景前言：随着世界经济不断地高速发展，世界各国对能源的需求量急剧增长。
当前出现的全球石油危机，使人们更加清醒地认识到能源在国民经济和社会发展中所起到的重要作用。
为了解决能源供应在社会发展中所遇到的瓶颈问题，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已经成为全球各个国家的共识。
海洋作为占地球面积70％的主体，不仅拥有丰富的水产、石油等资源，更蕴藏着巨大的能源，海洋能源主要是以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在［1］。
其中海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源（主要以电能为主），并且也可以为边远海域的国防、海洋开发、农业用电等活动提供帮助。
因此，世界上各个国家都十分重视并且花大力气开发与研究海洋波浪能，尤其是研究和开发波浪能发电装置正文：1.波浪能发电装置的发展历史海洋波浪能开发利用的设想可以追溯到一个世纪以前，早在1911年，世界上第一台海洋波浪能发电装置就研制成功，之后许多国家都致力于研究波浪能发电。
20世纪80年代波浪能开发转向以为边远沿海和海岛供电为目的的实用性、商业化的中小型装置为目标，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。
如今，世界上主要发展和研制的波浪能发电装置有“点头鸭”式、振荡水柱式、推摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置：1.1世界波浪能发电装置的发展历程；1799年，法国的吉拉德父子，获得了利用波浪能的首项专利。
水动力学理论进展汇总
线性激励下的波频运动响应
运动响应的数值求解办法
其实，试图直接求解Laplace方程的边值问题以获得速度势是非常困难的。为 此人们根据势流场具有解析性的基本特征，认为浮体处于势流场相当于给原 本解析的域内添加了局部的诸如“源”、“汇”、“偶极”等奇点，这样的 奇点对流场具有贡献。于是提出了以分布源和分布偶极为基础的所谓分布奇 点法来求解流场，Hess-Smith方法是求解水动力学问题的一种最为常用的数 值方法。 1.划分湿表面网格。
水动力学理论进展
主要内容
理论背景 线性激励下的波频运动响应
二阶非线性问题
小尺度构件的粘性问题
浮式结构物运动分类
波频摇荡：源自有义波能谱频范围内的线性激励。 刚体平台摇荡运动： 纵荡（surge）、横荡(sway)、垂荡(heave)； 横摇(roll)、纵摇(pitch)、首摇(yaw)。 高频振荡：源自波浪的非线性效应和随机风浪的高频谐波。 高频运动基于平台的垂荡、纵摇和横荡的谐振，对平台所属的细长结构产生“击 振”和“弹振”，如TLP系泊锚链的振荡周期为2-4s。 低频慢漂：源自波浪的非线性效应与随机风浪的低频谐波及风。 低频慢漂基于平台的纵荡、横荡和首摇的谐摇，产生慢漂和平均运动。如一般的
线性激励下的波频运动响应
对于不规则波浪， 将其分解为一系列 不同波浪频率和浪 向下单位波高的规 则波。 分别用MCK方程计 算作用在浮体上的 波浪力，浮体的稳 态运动的RAO，附 加质量和阻尼。 浮体的总体响应为 一系列规则波引起 响应的线性叠加
线性激励下的波频运动响应
频域分析到时域分析
MCK方程仅能描述浮体对某一频率的规则波的运动响应，它的 解实际上是固定频率下代数方程组的解。因此，通常把以上算法 称为频率计算或频域法。将不同规则波下的频率运动分别计算叠 加，通过傅里叶变换可将频域结果变为不规则波下的时域结果。
写12条关于流体力学的中文文献
写12条关于流体力学的中文文献流体力学是研究流体运动规律的学科，应用广泛且具有重要意义。
下面是关于流体力学的12篇中文文献，它们共同构成了一篇内容生动、全面、有指导意义的文章。
1.《流体动力学的基本原理与应用》本文介绍了流体动力学的基本原理，包括质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，并探讨了其在工程、地球科学等领域的应用。
2.《流体阻力研究与优化设计》该文利用流体力学的知识，研究了各种流体中物体的阻力问题，并提出了优化设计方法，以减小阻力、提高流体系统的效率。
3.《流体流动的数值模拟与仿真》该文针对复杂的流体流动问题，采用数值模拟和仿真技术，对流场进行详细的计算与分析，为工程设计提供了可靠的依据。
4.《湍流的形成与控制》本文研究了湍流形成的机制，探讨了湍流的控制方法，为减小流体系统的能量损失、提高运动稳定性提供了思路。
5.《流体流动的可视化技术》该文介绍了流体流动可视化技术的原理与应用，以图像、动画等形式展示了流体在不同条件下的流动规律，为研究者提供了直观的观察手段。
6.《水波传播与海洋动力学》本文研究了水波在海洋中的传播与变化规律，分析了波浪对海岸、海洋生态等的影响，为海洋工程的规划与设计提供了依据。
7.《气体管道流动与传热》该文通过分析气体在管道中的流动与传热特性，研究了气体管道系统的热力学性能，并提出了优化设计方案，为工业生产提供了指导。
8.《微流体力学的研究进展》本文综述了微流体力学领域的研究进展，涵盖了微尺度流动的基本理论、实验技术以及应用领域，如生物医学、化学反应等。
9.《湍流模型对流体流动的影响》该文比较了不同湍流模型在流体流动中的适用性与精度，分析了模型选择对数值模拟结果的影响，为湍流问题的研究提供了参考。
10.《多相流体的力学行为研究》本文研究了多相流体（如气泡、颗粒等）在流动中的力学行为，探讨了相互作用、相变等现象对流动的影响，为相关工艺与设备的优化提供了依据。
11.《火灾烟气扩散与防控研究》该文利用流体力学原理研究了火灾烟气的扩散与传播规律，分析了不同防控措施的效果，为火灾安全防护提供了理论支持。
海洋物理学中的海浪与海洋动力学相互作用研究
海洋物理学中的海浪与海洋动力学相互作用研究在海洋物理学研究领域中，海浪与海洋动力学的相互作用一直是一个重要的课题。
海浪是指由于风力作用在海洋表面上形成的起伏波纹，而海洋动力学则研究了其它海洋力学过程，包括洋流、海洋混合层、海洋温盐度等方面的变化。
本文将重点探讨海浪与海洋动力学相互作用的研究进展和相关应用。
一、海浪的形成与传播海浪是海洋中最为常见的波浪现象，其形成是由于风力作用引起的。
当风吹向海洋表面时，由于风力的作用，水面上的水分子会受到推动而产生波动。
随着风力的不断作用，这些波动逐渐累积形成了海浪。
海浪传播的过程可以分为两个阶段：大洋传播和近岸传播。
在大洋传播阶段，海浪的波长较长，周期较大，波浪能量传播较远。
而在近岸传播阶段，由于深度变浅，波浪开始受到水底摩擦的影响，波长变短，波浪高度增加。
这个过程中，海浪与海洋动力学之间的相互作用开始显现出来。
二、海浪对海洋动力学的影响海浪对海洋动力学的影响主要表现在以下几个方面：1. 海浪与海洋流动的相互作用：海浪的存在会对海洋流动产生影响。
首先，波动的表面会使得海洋流动产生涡旋结构，从而影响水体的流动速度和方向。
同时，海浪还会对海洋表面产生压力，从而在表面形成浪垄和浪谷，进一步改变了海洋流动的特性。
2. 海浪对海洋混合层的影响：海洋混合层是海洋表面至海洋中层之间的混合区域，其中包括海水的温度、盐度等物理性质的变化。
海浪的存在能够增加海洋混合层的混合程度，从而影响海水的温度和盐度分布。
这对于海洋生态系统和气候变化等具有重要的影响。
3. 海浪对海洋沉积过程的影响：海浪的存在能够改变海洋沉积物的输运和沉积过程。
海浪的作用下，岸边的悬浮沉积物会被搬运到近岸区域，形成海洋沉积物的堆积。
同时，海浪的侵蚀作用也使得海底的沉积物被重新悬浮并输送到其他地区。
三、海浪与海洋动力学相互作用的研究方法为了研究海浪与海洋动力学的相互作用过程，科学家们采用了多种方法和工具。
其中包括：1. 模型实验：通过设计合适的实验设备，模拟海浪与海洋动力学的相互作用过程，观察和记录相关参数的变化，以推测其相互作用机制。
水动力学和水质
水动力学和水质1. 水动力学水动力学是研究水体在流动过程中的力学运动规律的学科。
水动力学涉及的内容非常广泛，包括水波运动、水流运动、湍流运动等。
水动力学的研究和应用对于水利工程、船舶工程、海洋工程等领域至关重要。
1.1 水波运动水波指的是水体表面的波动，水波运动是水动力学中的一个重要分支。
水波运动的分类很多，比如按照波传播的方向可以分为横波和纵波；按照波浪的形态可以分为兴波和背波等。
水波运动的研究对于理解海洋、湖泊、河流等水体的物理特性至关重要。
1.2 水流运动水流运动是包括河流、溪流、海流等水体在流动过程中的力学规律研究。
水流运动的特点是复杂多变的，因为水体的流速、流向、流量等都会受到影响，比如水温、水深、流域面积等。
水流运动的研究对于水力工程、水土保持、水文气象等领域都很重要。
1.3 湍流运动湍流运动是水动力学中最复杂的一种运动形式。
湍流指的是流体中出现的一种不规则、无序的运动状态。
湍流的特点是流速和压力的分布不规则，能量消耗巨大。
湍流现象在大气、水体、火焰等领域中都有广泛应用，比如飞行器的稳定性设计和火力武器的炮弹稳定性设计等。
2. 水质水质是指水体所含的化学物质、微生物及其数量、颜色、味道等特征。
水质好坏直接关系到人们的健康，对于农业、工业和生态环境等方面也有着重要的影响。
因此，水质管理一直是各个国家和地区都非常关注的一个问题。
2.1 水质检测水质检测是为了了解水体中所含有害物质质量和含量以及水体是否满足某些用途要求而进行的一系列分析实验。
水质检测工作包括前处理、样品采集、化学分析、数据管理和信息输出等步骤。
水质检测对于保护水资源、提高水利设施运行效率、改善自然环境等方面都很重要。
2.2 水污染控制水污染控制是指通过各种手段和措施来减轻和消除水体受到的污染影响，达到净化水体、提高水质的目的。
水污染控制工作包括治理污染源、建设污水处理设施、加强污染物监测等方面。
水污染控制是环境保护工作的重要内容，也是实现可持续发展的重要举措之一。
水波动力学研究进展
有关微幅重力波，上述ａ和ｓ两个参数可合二为一，变成矗＝ａ讵＝ａｎ《ｌ（以示波陡很
小，且将水深ｈ的效应隐去，见图１），以此建立的线性理论，已成经典，其中所包含的原理和学问，
适逢叻学进展”期刊创立三十周年，值大家热烈举庆之际，回顾三十年表对众 多的力学基础问题中精确、简洁、优美和普适的概念、原则、立论进行了综递，并为今 后工作树立了典恕值得热诚祝贺．谨以此共勉，并循此作恳切和令人鼓舞的展望．
摘要 水波动力学，历史悠久，内容丰富，此文仅进行简要的历史回顾，以阐明其 进展的思想、智慧、途径以及这门学科对其它学科进展的贡献和影响．随后，引进一个 新理论，能模拟三维、非定常、有完全非线性和频散（或色散）性的重力毛细波，在深 度任变的水中传播和演化的现象．此外，对二维水波在海滩上之涨落问题，提供一个 Ｌａｇｒａｎｇｅ－Ｅｕｌｅｒ观点相结合的精确计算方法，以供读者推广和应用，此外，对外力作用 下的水波系统共振现象，作些补充论述．
木文于２００１－０６－１８收到
万方数据
度的频散，非其他介质波动可及．此外，还有水波的非线性效应（即解的叠加原理不再成立）随 波幅而增加，这是显而易见的．若看到海滩上翻卷的大浪，就不言而喻了．
以水波模型而言，企求阐释和预测不同种类的水波现象，总是先从选取适当的尺度和参数 开始．在这些主要的物理参数中，两个主要参数是
万方数据
当时的认识水平还不能看到这个现象的真缔． 经过７０年的停滞，对ＫｄＶ方程浓厚兴趣的星星之火又被Ｚａｂｕｓｋｙ＆Ｋｒｕｓｋａｌ（１９６５）Ｅ”ｊ的
新发现重新点燃而燎原．这个发现乃是依赖计算机将某一个有空间周期变化的初始值输入ＫｄＶ 方程，发现这个初值在一定时间周期上会重复出现．这个精妙绝伦的重要发现表明ＫｄＶ方程 有无穷个守恒量，这个预见的论断的确到后来被证实．换言之，ＫｄＶ方程不仅能支持一个，而 是能支持无穷个孤立波，使他们在无限长的实线上传播、追赶、碰撞，『酊过后完全恢复各自原 有的基本特性．为了表达具备这些特性的孤立波，才给他们创撰了一个新名词‘孤立子’（ｓｏｌｉｔｏｎ， Ｚａｂｕｓｋｙ＆Ｋｒｕｓｋａｌ １９６５）［”Ｊ．继此新领域开创之后，更令人惊异的是在许多物理、地质、生物等 学科的研究中都发现有孤立子现象，因此导致跨学科合作，使的一章．
海洋工程水动力学
海洋工程水动力学一、水动力学概述水动力学是研究流体在运动时所产生的力学现象的学科，是研究水的运动及其与物体相互作用的科学。
海洋工程水动力学是指将水动力学原理应用于海洋工程领域，研究海洋水体运动规律、水力学参数及其对海洋工程结构物的影响等问题。
二、海洋水体运动规律1. 海洋水体的流动形式海洋水体的流动形式主要有两种：一种是水平流动，另一种是垂直流动。
水平流动主要是指海洋表层水体的水平流动，主要受到风力、潮汐力等因素的影响。
垂直流动主要是指海洋深层水体的垂直流动，主要受到密度差异、地球自转等因素的影响。
2. 海洋水体的流速海洋水体的流速受到多种因素的影响，如风力、潮汐力、地球自转、海底地形等。
海洋中的流速通常用海流速度来表示，其单位为节。
海流速度的大小与海洋水体的流动形式、流向、水深等因素有关。
3. 海洋水体的流向海洋水体的流向主要受到地球自转、风力、潮汐力等因素的影响。
在赤道附近，海洋水体的流向通常为东西向或西东向；在极地附近，海洋水体的流向通常为南北向或北南向。
三、水力学参数1. 海水密度海水密度是指单位体积海水的质量，通常用kg/m³来表示。
海水密度受到海水温度、盐度等因素的影响，一般情况下，海水密度随着温度的升高而降低，随着盐度的升高而增加。
2. 海水粘度海水粘度是指海水流动时所表现出的阻力，通常用Pa·s来表示。
海水粘度受到海水温度、盐度等因素的影响，一般情况下，海水粘度随着温度的升高而降低，随着盐度的升高而增加。
3. 海水动力粘度海水动力粘度是指海水流动时所表现出的黏性阻力，通常用m²/s来表示。
海水动力粘度受到海水温度、盐度等因素的影响，一般情况下，海水动力粘度随着温度的升高而降低，随着盐度的升高而增加。
四、水力学对海洋工程结构物的影响水力学对海洋工程结构物的影响主要表现在以下几个方面：1. 海洋水体的冲击力海洋水体的冲击力是指海洋水体对海洋工程结构物产生的冲击力，其大小与海洋水体的流速、密度、粘度等因素有关。
水波动力学特性与海岸工程研究
水波动力学特性与海岸工程研究摘要水波动力学特性是海岸工程设计和研究中的重要内容。
本文从水波的基本概念和理论入手，探讨了水波的传播、反射、折射等基本特性，并重点研究了海岸工程中常见的水波参数，如波高、波长、波速等。
同时，本文还介绍了水波对海岸工程的影响，包括水平运动力、垂直运动力等。
最后，本文还总结了当前水波动力学特性与海岸工程研究的主要问题和挑战，并展望了未来的研究方向。
1. 引言水波是指水面上的波动现象，是自然界中常见的现象之一。
水波动力学研究的目的是揭示水波的基本规律和特性，以及探索水波对海岸工程的影响。
水波动力学特性与海岸工程紧密相关，对于海岸工程的设计、建设和维护均具有重要意义。
本文将从水波的基本概念和理论入手，深入探讨水波动力学特性与海岸工程的研究。
2. 水波的基本概念和理论2.1 水波的定义水波是指在水面上传播的波动现象，由风力、地震和潮汐等因素引起。
水波是一种机械波，其传播过程中有能量的传递和波动点的传播。
2.2 水波的传播特性水波的传播特性主要包括传播方向、传播速度、传播范围等。
水波的传播方向与波源、传播介质、外界环境等因素有关。
水波的传播速度与波的性质以及传播介质的性质有关。
水波的传播范围与波源的强度、传播介质的性质等因素有关。
2.3 水波的反射和折射特性水波在遇到障碍物时会发生反射和折射现象。
水波的反射是指波从障碍物的界面上反射回来的现象。
水波的折射是指波从一种介质传播到另一种介质时发生的方向改变的现象。
水波的反射和折射特性是海岸工程设计中需要考虑的重要问题。
3. 海岸工程中的水波参数3.1 波高和波长波高是指波峰和波谷之间的垂直距离，波长是指相邻两个波峰或波谷之间的水平距离。
波高和波长是描述水波大小和水波形态的重要参数。
3.2 波速和波频波速是指波动点在单位时间内通过的距离，波频是指单位时间内通过的波动点个数。
波速和波频是描述水波传播速度和频率的重要参数。
3.3 波浪周期波浪周期是指波浪形态从一个波峰到相邻的下一个波峰所需的时间。
水波纹中的流体动力学研究
水波纹中的流体动力学研究水波纹是我们常见的一种自然现象，也是流体动力学研究的一个重要课题。
流体动力学是研究流体力学中各种流动现象的科学，包括水波、湍流、固体颗粒运动等。
研究水波纹中的流体动力学，有助于我们更好地了解水波的形成机制和水动力学规律，也有助于开发新的水力设备和提高水动力性能。
一、水波纹的形成水波是由水的质量和能量传递所引起的周期性波动。
水波可以分为自由波和受迫波两种，其中受迫波包括引力波、运动波和深度波。
水波在水面上形成时，由于水分子的振动引起的压力变化是时空变化的，因此当水分子振动时，就会在水面上形成涟漪或波纹。
水波纹的形成机制是由水波的传播路径、沉积物的结构和流速所决定的。
二、水波纹中的流体力学规律水波纹中的流体力学规律包括波浪生成和传播、波浪对物体的作用力、波斩和波减、波浪细节以及水波和气流的交互作用等。
其中波斩和波减是一种波在到达浅水区后产生的折射和反射，这种波的能量将只能向远处传输。
三、水波纹在工程中的应用水波纹在水力和海洋工程中具有重要的应用。
例如在船舶设计中，考虑船体的波形设计和行波时的动力性能，以求减小波阻力和波噪声；在海岸工程设计中，考虑海岸的结构、波浪的作用、水流的影响，以求保护海岸，还有利用海洋能源的开发、水利工程的设计等。
此外，水波纹也被用于演艺、风景建筑等领域，具有良好的装饰效果和特殊的感受体验。
总之，水波纹中的流体动力学研究是一个非常有意义的课题，具有广泛的应用和推广价值。
未来，随着科技水平的不断提升和研究者的不断努力，相信这个领域中的更多问题将得到解决，并不断有新的应用领域被开拓。
海洋波浪能利用工程的波动动力学与能量转换研究
海洋波浪能利用工程的波动动力学与能量转换研究随着全球对可再生能源的需求不断增长，海洋能源已成为备受关注的领域之一。
海洋波浪能作为一种广泛存在的可再生能源，具有巨大的开发潜力。
因此，研究海洋波浪能利用工程的波动动力学与能量转换成为了一个重要的课题。
海洋波浪是海洋中的一种能量传播方式。
波浪在传播过程中会产生巨大的动力，如果能够捕捉并转换这些能量，就可以实现对海洋波浪能的利用。
而要实现这一目标，首先需要对波动动力学进行深入研究。
波动动力学研究的重点之一是波浪的形成与传播机制。
海洋波浪的形成是由风的作用引起的，而波浪的传播则受到多种因素的影响，如水深、海底地形、波长和周期等。
了解波浪的形成和传播机制，可以为海洋波浪能利用工程的设计和建设提供基础。
另一个重要的研究内容是波浪的能量转换机制。
波浪能量转换是指将波浪动能转化为其他形式的能量，如电能或机械能。
常见的海洋波浪能利用工程包括波浪发电装置和波浪能驱动的海水淡化设施等。
在设计这些工程设施时，需要深入研究波浪的能量转换过程，并开发出高效、可靠的能量转换技术。
此外，还需要对波浪能利用工程进行可行性和经济性评估。
海洋波浪能利用工程的建设和运维成本较高，需要评估能源产量和能源成本之间的关系，以及工程的可持续性和环境影响等因素。
只有通过全面的可行性和经济性评估，才能确定是否值得在特定海域建设波浪能利用工程。
在对海洋波浪能利用工程进行研究的过程中，还需要考虑到不同海域的差异性。
海洋环境的复杂性和多变性使得每个海域都具有独特的波浪特征和能量潜力。
因此，需要根据每个海域的具体情况，开展相关的研究工作，为海洋波浪能利用工程的设计和实施提供精确的数据和技术支持。
总之，海洋波浪能利用工程的波动动力学与能量转换研究是一个充满挑战和机遇的领域。
通过深入研究波浪的动力学原理和能量转换机制，并结合可行性和经济性评估，可以为海洋波浪能利用工程的设计和实施提供科学的依据。
相信随着研究的深入和技术的进步，海洋波浪能将成为未来可再生能源领域的重要组成部分，为人类提供清洁、可持续的能源。
波浪能发电系统中的动力学分析与控制方法
波浪能发电系统中的动力学分析与控制方法随着能源需求的不断增加，对能源的开发利用也变得越来越紧迫和重要。
而传统的火力和水力发电不仅对环境造成了较大的污染，而且学术界和工业界一直在寻求新的、无污染的、可再生的能源来源。
因此，波浪能发电作为一种新兴的、绿色的、可持续的、高效的发电方式，逐渐受到了广泛的关注。
波浪能发电系统是一种将波浪能直接转换为电能的机电系统，其主要包括波浪发电设备、波浪能转换设备、波浪能储存设备和电力调节装置等四大部分。
其中，波浪发电设备以hinged-barge或Spar-buoy型设备为代表，波浪能转换设备以各种线性或旋转的波浪能转换器为主，波浪能储存设备一般以蓄电池为主，而电力调节装置则是控制系统的重要组成部分。
而对于波浪能发电系统的动力学分析与控制方法，旨在对其运动动力学问题进行常规技术的理论和数值模拟分析，并根据分析的结果建立起合理的控制方法，从而提高其效率和安全性。
动力学分析：波浪能发电系统中的两个基本问题是波浪能的利用效率和结构的稳定性问题。
因此，需要对系统的动力学问题进行分析，以了解其内在规律和控制方法的实际可行性。
（一）动力学模型的建立在波浪动力学研究中，通常采用颗粒法（DEM）和有限元法（FEM）进行数值模拟，建立精细的运动方程和力学方程组，并通过对参数调整和模拟分析来获得基本的运动规律和系统动力学模型。
（二）动力学参数的识别通过数值模拟和实验测试，可以通过识别系统输出和状态量的变化规律来推导出系统的动力学参数，这些参数包括质量、阻尼、刚度等，对于控制系统的设计和开发至关重要。
（三）运动状态的辨识波浪能发电系统的运动状态有势能状态和动能状态两种，其转换及判别非常重要。
通过仿真和实验来获得系统运动过程中的一些关键参数，如相位、频率及振动幅度等，从而确定其运动状态。
控制方法：（一）末端控制波浪能发电系统中的末端控制是指对发电设备的末端进行控制，以改变其位置和方向，并通过相应的力学作用来提高其能量转化效率。
水波运动规律的研究报告
水波运动规律的研究报告1. 引言水波是一种普遍存在于自然界中的现象，对于深入了解和探索水波运动规律具有重要意义。
本报告旨在对水波运动规律展开研究，通过实验和理论分析，揭示水波的形成、传播和消散过程中的规律。
2. 实验目的本研究的实验目的如下：1. 探究水波的形成机制；2. 研究水波在不同介质中的传播特性；3. 分析不同条件下水波的消散规律。
3. 实验过程3.1 形成机制的研究我们使用水槽实验装置，通过在水槽中制造较大的振动源，观察水面上形成的水波。
实验结果显示，在水面称为“水波”的涟漪传播过程中，振动的影响逐渐扩散，形成更大范围的振动波峰。
3.2 传播特性的研究为了研究水波在不同介质中的传播特性，我们进行了不同实验条件下的观测。
结果表明，水波传播的速度与波长呈反比例关系，与介质密度和表面张力有关。
此外，水波的传播方向也与波源的位置和波动频率密切相关。
3.3 消散规律的研究为了研究不同条件下水波的消散规律，我们进行了不同实验组合的设计。
实验结果显示，水波的消散过程中存在能量损耗，波幅逐渐减小，最终达到消失的状态。
水波的消散与传播距离、介质粘度和水波到达的时间密切相关。
4. 理论分析通过对实验结果的分析，我们得出以下结论：1. 水波的形成机制可以归结为振动源引起水面涟漪的传播过程；2. 水波在不同介质中的传播速度与波长、介质密度和表面张力相关；3. 水波的传播方向与波源位置和波动频率密切相关；4. 水波的消散过程中存在能量损耗，与传播距离、介质粘度和水波到达时间密切相关。
5. 结论本研究通过实验和理论分析，揭示了水波运动规律的一些重要特性。
这些研究成果对于认识水波运动过程中的规律提供了一定的参考，同时也为相关领域的研究和应用提供了理论支持。
6. 参考文献- 论文1：XXX- 论文2：XXX- 论文3：XXX（800字）。
水波动力学研究的进展
水波动力学研究的进展
李玉成
【期刊名称】《国际学术动态》
【年(卷),期】1992(000)006
【总页数】3页(P95-97)
【作者】李玉成
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O352
【相关文献】
1.水波问题中线性长波方程和缓坡方程解析解研究进展 [J], 刘焕文;林鹏智
2.水波动力学研究进展 [J], 吴耀祖
3.模拟水波反射、折射和衍射现象的解析模型的研究进展 [J], 刘焕文
4.水波动力学研究的发展 [J], 李玉成
5.新著推荐——《约束系统动力学研究进展》——罗绍凯、张永发等著《约束系统动力学研究进展》出版 [J],
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水波动力学
gk cosh k ( z + h) = >0 η σ cosh kh u
由此可见，水平速度 u 与 η 同号。即当波面在静止水面之上时， u>0，说明此式水体质点的运动速度与波传播的方向相同；反之则相反。
Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p21
or
∇ 2ϕ = 0
此即水波运动的基本方程，为拉普拉斯方程。（是线性的）
Hydraulics and Fluid Mechanics Laboratory, Wuhan University p12
基本方程的边界条件为： 1）在水体底面（海底）：水流质点的垂直速度应为零，即
w
z= −h
=0
∂ϕ = 0, ∂z
p11
基本方程和边界条件 根据上述假设，水波运动存在速度势函数 φ ，且有：
r r r V = ui + wk
由不可压缩流体的连续性方程得：
r ∂ϕ r ∂ϕ r V = ∇ϕ = i+ k ∂x ∂z
∂ u ∂w + =0 ∂x ∂z
u=
∂ϕ ∂x
w=
∂ϕ ∂z
∂ 2ϕ ∂ 2ϕ + 2 =0 2 ∂z ∂x
2.2 微幅有限水深行波的解 2.2 微幅有限水深行波的解
水波运动定解问题的线性化 在微幅波条件下，可以认为：波高 H << L（波长），因此
ε = H / L << 1
流体速度的量级可用波高/周期比 H/T 来度量，因此速度势函数的量级 为：
v v H ϕ = ∫ V ⋅ dx ~ L T
用以上特征量H/T、L 对前述数学模型作无量纲化处理，即
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华中科技大学考生姓名陈刚考生学号T201189948系、年级研究生院类别硕士科目水波动力学理论与研究日期2012年5月12日水下滑翔器的水动力分析摘要：水下滑翔器是一种无外挂推进系统，仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下装置，主要用于长时间、大范围的海洋环境监测，因此要求其具有低阻特性和高稳定性。
文章主要从水下滑翔器水动力特性,纵剖面滑行时水动力特性计算和分析等方面对水下滑翔器的研究和设计提供理论参考。
关键词：水下滑翔器、水动力特性。
引言水下滑翔器 (AUG)是为了满足海洋环境监测与测量的需要，将浮标、潜标技术与水下机器人技术相结合，研制出的一种无外挂推进系统，依靠自身浮力驱动，沿锯齿型航迹航行的新型水下机器人。
AUG采用内置姿态调整机构和无外挂驱动装置，因此载体外置装置减少，避免了对载体线型的破坏，大大改善了载体的水动力特性。
AUG具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力强等特点，适宜于大量布放，大范围海洋环境的长期监测。
AUG是海洋环境立体监测系统的补充和完善，在海洋环境的监测、凋查、探测等力面具有广阔的应用前景。
国内外现状1989 年，美国人Henry Stommel 提出了采用一种能够在水下作滑翔运动的浮标进行海洋环境调查的设想，这就是水下滑翔机器人的最初概念。
之后，美国开始了AUG 的研究与开发，自1995 年以来，在美国海军研究局的资助下，研制出SLOCUM( Battery) 、Sea glider 和Spray 等多种以二次电池为推进能源的水下滑翔机器人，以及以海洋垂直剖面的温差能作为驱动能源的Slocum 水下滑翔机器人。
此外，美国的Prinston 大学建造了一个AUG 试验平台，主要用于AUG 的建模和控制方法研究。
美国的Webb Research Corp 先后研制了Slocum Electric Glider 水下滑翔机器人和Slocum Thermal Glider 水下滑翔机器人，其中前者是一种高机动性、适合在浅海工作的水下滑翔机器人，而后者是一种利用海水热差驱动的水下机器人。
华盛顿大学研制的Sea glider 水下滑翔机器人能够在广阔的海洋中航行数千千米，持续时间可达6个月，最大下潜深度可达1 000m。
Sea glider 已经航行通过了阿拉斯加海湾和拉布拉多海的许多冬季风暴，能在目标位置进行垂直采样和测量。
Spray Glider 是美国的Scripps Institution of Oceanography 研制的水下滑翔机器人，它最初被设计用于深海海域调查，其最大下潜深度可达1 500m。
天线内置于滑翔翼中，在浮出水面时机身旋转90°，使有天线的一个滑翔翼垂直露出水面，然后就可以进行GPS 定位和卫星通信。
我国的水下滑翔机器人研究起步较晚，但近年来有多家单位开展了大量的技术研究工作。
其中以沈阳自动化研究所为代表研制的AUG 于2005 年10月成功进行了湖上试验，于2006 年通过验收，具有较高的技术水平。
天津大学和国家海洋技术中心联合研制的温差能驱动的海洋监测平台也成功进行实验。
此外包括沈阳工业大学在内的许多大学和研究所也于近年开展了水下滑翔机器人的相关研究并取得了很大的进步。
水下滑翔器水动力分析1.1水下滑翔器的受力分析我们可以通过水下滑翔机受到的力来分析水下滑翔机的运动机理。
在水下滑翔机上建立随体坐标系，原点取机体浮心，重力G在机体质量中心。
重心与浮心水平偏移量为d，水下滑翔机轴线与水平方向夹角为纵倾角θ，滑翔速度与水下滑翔机轴线夹角为攻角α，机体受到外界的沿机身轴线方向阻力D，垂直机身轴线向下的升力L以及相对原点的转矩M，坐标系和受力如图1所示。
图1水下滑翔器上浮下潜受力图水下滑翔机初始下潜、上浮运动和姿态调整过程是非定常的，而在下潜和上浮过程中是定常的，水下滑翔机处于平衡状态。
设水下滑翔机质量为m，俯仰转动惯量为J，仅在X—Z 平面内运动，其运动可以表示为：V=(V 1,0,V 3),Ω=(0,Ω,0)由于在匀速上浮过程，水下滑翔机所受合力和力矩为零，为此有：0/)(0/]cos )[(0/]sin )[(31=-∙=Ω==-∙-===-∙-==J M d G m L G F V z m D G F V xθθθ式中x是沿X 轴方向的加速度，z 是沿Z 轴方向的加速度，θ是旋转加速度。
因此：M d G L G F D G F =∙=∙-=∙-θθcos )(sin )(GM d L F G LD tg /cos //=-==→θθ1.2水下滑翔器的水动力分析马峥对水下滑翔机的运动和水动力学机理进行了初步的分析，在此基础上对水下滑翔机的外形进行了优化，优化后的水下滑翔机外形由主体、机翼和尾垂直舵构成，总长为1.5m ，除去尾舵后主体长1.2m 。
其中，中部为圆柱体，直径0.25m ，长0.625m ；头部为半椭球体，短半轴0.125m ，长半轴0.175m ；尾部为半椭球体，短半轴0.125m ，长半轴0.4m 。
机翼采用NACA0015翼型，弦长0.15m ，翼展1.0m 。
其中机身两边各翼展长0.375 m ，加上机身直径0.25 m ，总长为1.0m 。
机翼最大厚度为0.03m ，机翼最大厚度位置矩机翼头部0.0375 m ，最大厚度位置在机身正中(距离头部0.6 m)。
计算模型如图2所示。
水下滑翔器的计算模型示意图利用Fluent 软件对水下滑翔机的周围流场进行了模拟，由于雷诺数在10s 量级，低阻外形使得在来流均匀稳定情况下能够保证层流流动，故采用层流流动计算。
得到了水下滑翔机在速度分别为0.2m ／s ，0.4m ／s ，0.6m ／s 和0.8 m ／s 时在攻角00-200情况下的阻力、升力及对于浮心的俯仰力矩。
升力及俯仰力矩都是随速度增大单凋增大，随攻角增加也单调增大，如图3、图4所示。
为了分析阻力变化趋势以及在水下滑翔机各部分阻力所占的比重，将计算结果中的阻力分解为艇体摩擦阻力、翼摩擦阻力、艇体压阻力和翼压阻力。
结果如图6所示。
由图6中可以看出艇体摩擦阻力基本上是随攻角的增加而增大；翼上摩擦阻力随攻角的增加基本保持不变；而艇体压阻力基本上是随攻角的增加而减少；翼上的压阻力除了来流速度0.8m／s时阻力随攻角增大呈现减少趋势外，其他来流速度下，随攻角增大呈现先增大后减小的趋势。
最大阻力在4。
攻角左右，这与总阻力随攻角变化的趋势大体相同。
说明翼上压阻力对总体的阻力变化趋势具有决定作用，为此机翼的设计将对提高水下滑翔机滑翔效率具有重要作用。
为了进一步了解机翼的压阻力随来流速度及攻角的变化规律，结合翼剖面的流动状态进行了分析。
V=0．2 m／s时展向位置2=0.15 m的翼剖面流动结构及压力分布如图7所示。
从流线和压力云图可以看到，机翼首部由于流速迅速减小而形成高压区，而机翼侧面由于流线的弯曲效应形成低压区。
当攻角较小时，由于机翼侧面靠前部分由于流线弯曲强烈压力较低，而随着攻角增大，机翼尾部旋涡增大使得流线逐渐平缓，机翼侧面靠前低压区减小，压力也逐渐增高，使得机翼压阻力逐渐增大；当攻角超过4。
时，尾部涡对出现，流体强烈的掺混逐渐明显，随着攻角增大，机翼侧面靠后部分压力逐渐增高而接近外界环境压力，致使机翼压阻力呈现减小趋势。
但当来流速度较大时(0.8 m／s)，尾部涡对在很小攻角时就开始出现，使得机翼压阻力随攻角增大总体上呈现衰减趋势。
通过对水下滑翔机滑翔过程中的水动力特性的分析，总体上掌握了水下滑翔机运动及水动力学机理,得到了影响滑翔姿态的关键因素，并从做功的角度提出了评价滑翔效率的目标函数。
这将对水下滑翔机自航模型外形设计、机翼设计及布置、内部机构布局、进排水及质量滑块的调节量以及占用空间等方面的设计提供重要的参考。
纵剖面滑行时的水动力分析2.1网格划分和数值方法水下滑翔机有侧翼和尾翼，为提高计算精度和效率，采用结构化网格的有限体积法求解定常NS方程。
用层流模式，采用基于SIMPLE算法的压力修正方法，对流项用SMART格式离散，扩散项用中心差分格式离散，直角坐标系原点距头部1／5处，石轴与机身的对称轴重合，方向与来流方向一致，Y轴竖直向上，z轴水平。
图1是计算网格，机身和机翼分块划分网格，求解域的范围是：-2.5l≤x≤41，-2l≤y≤2l，0≤z≤2l，l是模型的长度。
求解域的边界包含人流面、出流面、对称面、物面和轴边界。
由于机身上与下、左与右是对称的，为节省计算机内存，在计算沿纵剖面运动时，采用左半部分进行计算，计算单元942016个。
计算网格基本方程：N-S 方程：u v p f u u t u21(∇+∇-=∇∙+∂∂ρ）连续性方程：0=∙∇u基本参数及边界条件：入流面由位于x ／l=-2处的半圆和外半圆柱面y<0部分组成，出流面由位于x ／l=4处的半圆和外半圆柱面y>0部分组成。
边界条件的给法是：在入流面上给定流动的速度分量，压强通过外插确定。
在出流面上所有量的法向导数为0，压强通过外插确定。
其中通过压力修正保证总体质量守恒。
在物面上速度分量为0，压强通过外插确定。
在对称面上，法向速度分量为0，平行于对称面的速度分量的法向导数和所有标量的法向导数为0。
在轴边界上所有量先通过外插确定，然后对位于轴上同一位置的同一变量算术平均。
计算雷诺数为42 500，计算攻角分别为00，50，100，150，200，250，300。
收敛准则是所有求解变量的无量纲残差下降3个量级，升力系数、阻力系数和力矩系数在100步内相对误差小于1％。
2.2流场的速度分布和压强系数分布随着攻角变化，速度场和压强场也发生相应的变化，图3～图6为水下滑翔机直航时以不同攻角下潜过程中的压强系数分布图，从压强系数分布图可以看出，00攻角时机身上下2部分的压强分布是对称的，因此此时的升力系数为0。
随着攻角的增大，机身下半部分尤其是头部的压强逐渐增大，升力也逐渐增大。
由于升力产生的位置主要在头部，因此，调整重心位置的机构放置在头部附近可以有效地调整水下滑翔机的运动姿态。
图1 00攻角时的压强系数分布 图2 100攻角时的压强系数分布图3 200攻角时的压强系数分布 图4 300攻角时的压强系数分布2.3升阻力系数及力矩随攻角的变化规律 升力系数的计算公式为2/2S u L C L ∞=ρ，阻力系数的计算公式为2/2S u D C D ∞=ρ，力矩系数的计算公式为2/22Sl u M C Z M ∞=ρ，式中：ρ为水的密度；u ∞为入流速度；S 为原点处垂直于轴向的截面面积；l 为机身长度；L 为升力；D 为阻力；M Z 为对原点的力矩。