水下热滑翔机推进

第1篇 水下热滑翔机的起源、发展和工作机理

第1章 导论

1.1 人类对海洋战略地位和价值的认识过程

1.2 无人运载器在海洋军事上的作用和地位

1.3 水下无人运载器的分类及比较

1.4 国内外水下无人运载器的发展

1.5 无人运载器的技术发展方向

1.6 水下热滑翔机的功能和应用

1.7 海洋温跃层水下热滑翔机的发展

第2章 海水的温度分布和海洋温跃层

2.1 引言

2.2 海水的温度分布规律

2.3 海洋温跃层及其分布

2.4 中国近海海洋温差能资源

第3章 海洋温跃层水下热滑翔机的运行机理

3.1 温差能动力推进系统的工作原理

3.2 温差能动力推进系统的工作介质

3.3 水下热滑翔机的水中受力

3.4 水下热滑翔机航行的能效分析

第2篇 水下热滑翔机动力系统的相变过程

第4章 水下热滑翔机的浮力系统

4.1 浮力调节过程数学模型

4.2 浮力调节系统的动态仿真

4.3 浮力系统的预设标准

4.4 浮力调节系统的工作过程

第5章 温差能动力推进系统的相变过程

5.l 相变传热机理

5.2 固液相变的数学模拟

5.3 相变装置工作性能分析

5.4 温差能动力系统储能工质的对比

5.5 对流换热系数对相变过程的影响

5.6 外界温度对相变过程的影响

5.7 容器尺寸对相变过程的影响

5.8 不同结构对相变过程的影响

第6章 动力装置相变过程中工质的体积变化率

6.1 相变体积变化过程的仿真

6.2 影响体积变化率的因素

6.3 不同体积变化率的输出功率

6.4 相变体积变化率的实验

6.5 实验过程和结果分析

第7章 温差能动力推进系统的蓄能器

7.1 蓄能器类型

7.2 气缸式蓄能器的工作过程分析

7.3 工作气体热力过程对滑翔机航行深度的影响

7.4 蓄能器能量分析

第3篇 水下热滑翔机在非典型温差层中的工作

第8章 弱温差层和逆温差层中的相变

8.1 引言

8.2 海洋的弱温差层和逆温差层

8.3 弱温差对水下热滑翔机相变性能的影响

8.4 逆温差对水下热滑翔机相变过程的影响

第9章 弱温差层和逆温差层中热滑翔机的参数优化

9.1 引言

9.2 水下热滑翔机水动力分析

9.3 水下热滑翔机参数对相变过程的影响

9.4 水下热滑翔机参数的优化

第4篇 水下热滑翔机的动力特性

第10章 海洋温跃层对水下热滑翔机动力推进性能的影响

10.1 引言

10.2 管内相变过程建模与数值求解

10.3 温差能热机圆管材料和相变材料的选择

10.4 海洋温跃层对动力推进系统性能影响的实验

10.5 温跃层深度的影响及偏差分析

10.6 温跃层厚度的影响

10.7 温跃层强度的影响

第11章 排水量和滑翔角对温差能热机性能的影响与改进

11.1 稳定滑翔速度

11.2 排水量的影响

11.3 滑翔角的影响

11.4 温差能热机性能及热滑翔机性能改进

第12章 滑翔机运行的路径和优化

12.1 滑翔机运行路径的特征

12.2 不同体积膨胀率下的滑翔行程

12.3 不同温跃层间的滑翔行程

第5篇 水下热滑翔机的运行控制

第13章 滑翔机水下运行控制策略分析

13.1 滑翔机水动力性能

13.2 热滑翔机水下运行的控制策略

13.3 滑翔机总体性能的改进

第14章 水下热滑翔机运动的滑模跟踪逆控制

14.1 引言

14.2 水下热滑翔机的动力学模型

14.3 逆系统方法的基本概念与应用条件

14.4 基于逆系统和滑模控制方法的水下热滑翔机运动控制系统设计

14.5 运动控制系统仿真

第15章 水下热滑翔机运动的非线性前馈与反馈控制

15.1 引言

15.2 水下热滑翔机的运动控制模型

15.3 水下热滑翔机运动的非线性前馈与反馈控制设计

15.4 运动控制系统仿真

第6篇 水下热滑翔机的水动力学特性

第16章 水下热滑翔机外壳优化设计

16.1 常见外壳的几何模型

16.2 水动力学数值计算的理论基础

16.3 基于CFD的4种常见外壳的数值计算

16.4 基于CFD的4种常见外壳的分析比较

16.5 高综合性能外壳优化设计

第17章 水下热滑翔机的机翼设计

17.1 机翼的基本几何参数

17.2 水平翼的选型及设计

17.3 尾翼的选型及设计

17.4 滑翔机机翼的装配

17.5 滑翔机整体水动力数值模拟

第7篇 海洋温跃层条件下的试验研究

第18章 水下热滑翔机的海洋温跃层模拟试验系统

18.1 海洋温跃层模拟系统的原理和构成

18.2 试验系统的方案比较

18.3 海洋温跃层模拟系统的构建

第19章 基于相似理论的海洋温跃层模拟水池

19.1 相似理论基础

19.2 水池参数设计

19.3 海洋温跃层模拟水池的建成结构

19.4 水池温度场实证

第20章 水下滑翔机缩尺模型试验研究

20.1 试验台架与拖曳系统概况

20.2 连杆及测力元件之间的力学系统分析

20.3 电阻应变测量系统

20.4 数据采集系统

20.5 试验过程与结果

20.6 实测阻力与数值计算阻力的数据比较

参考文献

缩略语

索引

《水下热滑翔机推进》全面阐述了水下热滑翔机的运行机理，论述了运行于海洋温跃层的热滑翔机动力系统相变过程，揭示了弱温差和逆温差对相变过程的阻碍作用，为优化弱温差和逆温差环境的水下热滑翔机性能参数提供了基础。《水下热滑翔机推进》创新地结合逆系统方法和滑模变结构控制理论，提出了水下热滑翔机的新型运动控制系统，还给出了提高水动力性能的外形设计方案，以及基于相似理论建立室内海洋温跃层模拟水池的方法。《水下热滑翔机推进》共包括7篇20章，分别说明了水下热滑翔机的起源、发展和运行机理；揭示了热滑翔机的核心——动力推进系统的相变原理和改善途径；阐述了水下热滑翔机在弱温差和逆温差层中的工作状况；分析了热滑翔机的动力特性；论述了水下热滑翔机的控制原理和方法；阐述了水下热滑翔机的水动力特性及其提高方法；展示了海洋温跃层条件下的试验研究现状。
　　《水下热滑翔机推进》可作为高等院校船舶工程、轮机工程和水下工程专业教师、研究生和高年级本科生的教学用书和研究参考书。