帆板摇帆运动气动力特性的数值模拟与分析

"这篇硕士学位论文主要探讨了帆板摇帆运动中帆气动力特性的数值模拟研究，旨在为帆板运动员的训练和比赛提供科学依据和理论指导，以提升技术水平和比赛成绩。作者刘文霞在导师王树杰指导下，针对摇帆这一关键技巧进行了深入研究，分析了摇帆对帆气动力的影响以及摇帆过程中的风帆空气动力学特性。" 文章首先阐述了帆板运动的多学科性质，包括气象学、水文学、海洋学、流体力学等多个领域，强调了对帆板摇帆运动气动力特性的理解对于提升运动表现的重要性。摇帆作为帆板运动中的关键技术，能够帮助运动员在比赛中获得速度优势，但其动念过程和空气动力学特性尚未得到充分研究。 随着计算流体动力学（CFD）的发展，数值模拟成为研究流体力学问题的新方法。论文中，作者详细介绍了帆板摇帆的基本动作和方式，通过对帆板受力情况的分析，揭示了其空气动力学特性。在此基础上，建立了摇帆运动的数学模型，以描述复杂的三维摇帆过程。 为了模拟这一过程，论文采用了网格划分工具Gambit和流体力学软件FLUENT，利用动态网格模型和用户自定义函数来模拟帆板的平摇和转摇运动。数值模拟结果揭示了摇帆过程中帆面上压力分布的变化、升力系数、阻力系数以及流线变化，同时对比了摇帆与不摇帆时的状态，以确定比赛中的最佳迎角。 通过这些研究，论文为帆板运动员提供了摇帆策略的科学指导，有助于优化比赛表现，同时也为未来的帆板空气动力学研究奠定了基础。这篇论文为全国大学生比赛的F题——设计帆板控制系统提供了重要的理论支持和实践指导。