目的探明迎风阶段摇帆频率和幅度组合方案对帆翼推进性能的影响,为运动员在迎风起航、紧急避让及迎风航行等过程提供个性和科学的摇帆调控建议,助力运动员对帆翼的科学操控。方法确定运动员摇帆特征并建立帆翼运动模型,采用URANS方法,调用SST k-ω湍流模型,求解迎风摇帆时帆翼空气流场气动力变化规律。基于力学分析建立帆翼推进性能评价方法,并研究攻角20°的帆翼在风速3 m/s迎风、频率0.67~2.00 Hz和幅度2°~10°组合工况下的帆翼推力系数和能耗系数。结果摇帆频率为0.67~1.00 Hz时,推力系数和偏航力系数平均值随幅度增加而增大;摇帆频率为1.30~2.00 Hz时,推力系数和偏航力系数平均值均随幅度增加呈现先增大后减小的趋势,配合幅度8°摇帆可使推进性能最优;摇帆能耗系数随幅度和频率增加而增大,高频大幅摇帆能耗是低频大幅的25倍,是高频小幅的10倍。...

目的探索帆翼摇帆因素(风速、攻角、频率和幅度)对帆翼气动特性和推进特性的影响。方法通过低湍流度风洞和改装扑翼测控系统开展RSX帆翼模型风洞试验,模拟实际比赛中帆翼在迎风航段滑行和以不同频率、幅度围绕前进方向正弦摇帆的情况。结果在滑行状态下,帆翼气动力随攻角和风速增加而增大,风速在5 m/s和6 m/s时帆翼的升力系数接近,但风速为6 m/s时的阻力系数明显小于5 m/s时。在摇帆状态下,帆翼气动力特征符合周期性变化;升力随摇帆频率的升高而增大,阻力随摇帆频率升高呈小幅减小。航向角35°航行时,推力系数未随攻角增加明显增大,但存在相位差,瞬时能耗系数明显增大;增加摇帆频率或幅度可以提升帆翼推力特性,同时,瞬时能耗成倍增加,但摇帆频率的增加比幅度的增加所需能耗更高。结论帆翼摇帆比滑行能更有效地改善帆翼的气动力;风速是...