2024-09-24
各学院（部）：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“ 无人机、无人艇主要部件增升减阻降噪机理与加工技术的研究” 新工科毕业设计项目现面向全校毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景、目的及意义
毕业设计是本科生培养的最重要环节，其目的是训练学生综合运用所学知识、自主获取新的知识，通过团队协作解决工程实际问题的能力。随着科学技术的发展，全社会迫切需求基础扎实、知识全面、学术视野开阔、有创新意识、动手能力强的多元化、创新型卓越工程人才。
无人机、无人艇是全球各国高度重视发展的无人装备，在众多应用领域都有重要需求。其中无人机、无人艇的增升、减阻、降噪问题是发展无人机、无人艇等无人装备的关键科学问题。无人机、无人艇设计需要应用节能和增升、减阻、降噪的新策略提高无人机、无人艇巡航速度和续航里程，提升隐身性能。机身/机翼、艇身/螺旋桨是无人机、无人艇的关键部件，机身和机翼的增升减阻降噪设计是无人机设计的核心，艇身/螺旋桨是无人艇减阻降噪设计的核心。本项目拟利用天津大学流体力学实验室在空气动力学、水动力学实验设备和测试技术上的优势，开展无人机、无人艇的增升、减阻、降噪机理和技术的研究，为无人机、无人艇的研发提供先进的技术支撑。
项目旨在以明确的国家重大需求为牵引，将不同学科的指导老师和毕业设计本科生，组织成一个跨学院、跨专业、跨学科的交叉团队，相互学习和启发，完成一个激动人心的工程系统。通过改革现有的毕业设计零散的组织模式，培养学生大团队、多学科协作意识、开阔的多学科视野，助力于工程领导力和团队领导力。既解决自己身边的问题，又能瞄向国家战略需求，也有望形成创新创业的技术元素。项目将企业专家、老师、工程师、研究生、本科生组成一个大团队，让每个参与者受益。
学校教务处和新工科建设办公室将本项目列为学校新工科改革项目，面向全校招募指导教师和大四毕业设计学生，组建项目团队，开展协同攻关。
二、项目已具备的条件
项目平台目前已经拥有回流式低湍流度中型风洞2座、直流式低/变湍流度中型风洞1座、中型水槽、水洞各一座、小型风洞、水槽多座。实验室拥有目前国际最先进的DANTEC高时间分辨率层析粒子图像测速仪（Tomo-TRPIV）和高功率高频脉冲激光器、DANTEC高时间分辨率平面粒子图像测速仪（TRPIV）、TSI四通道智能化热线热膜测速仪(HWA-IFA300)3台，在空气动力学、水动力学测试技术方面据国际先进水平，为本项目研究提供了高水平实验装备和条件。
三、项目期限与目标
本期项目目标：在2026年6月，完成无人机、无人艇主要部件增升、减阻、降噪机理和技术的研究，研制出具有增升、减阻、降噪功能的无人机、无人艇部件加工技术和原理样机：
四、项目主要方向及任务
项目拟设六个研究方向：（1）机/艇身纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术研究；（2）机翼/垂尾表面纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术研究；（3）机翼表面仿生覆羽控制流动分离机理与加工技术研究；（4）仿座头鲸前缘凸起鳍状肢翼型增升机理与加工技术研究；（5）无人艇螺旋桨各向异性超疏水表面减阻、降噪机理与加工技术研究；（6）无人艇围壳抑制流动分离、降噪机理与加工技术研究。
每个方向设1-2个研究任务。每个研究方向拟设1-2名指导教师岗位。每个研究任务拟安排1名学生。
研究方向和任务设置如下：
1.机/艇身纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术
领域：机/艇身纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术
任务：通过TRPIV实验测量，从流体力学湍流边界层控制的角度分析机/艇身纵向微沟槽减阻降噪机理。研制机/艇身纵向微米级沟槽新材料和加工技术。
2.机翼/垂尾表面纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术
领域：机翼/垂尾表面纵向微沟槽减阻降噪机理与加工技术
任务：通过TRPIV实验测量，从流体力学湍流边界层控制的角度分析机翼/垂尾纵向微沟槽减阻降噪机理。研制机翼/垂尾纵向微米级沟槽新材料和加工技术。
3.机翼表面仿生覆羽控制流动分离机理与加工技术
领域：机翼表面仿生覆羽控制流动分离机理与技术
任务：机翼表面的流动分离位置采用仿生覆羽结构控制流动分离，增加升力，抑制分离噪声，分析仿生覆羽结构的展向尺度与增升的关系，分析具有最佳增升效果的覆羽尺度；探索有纵/横向曲率的机翼表面多尺度仿生覆羽加工技术。
4.仿座头鲸前缘凸起鳍状肢翼型增升机理与加工技术
领域：仿座头鲸前缘凸起鳍状肢翼型增升机理与加工技术
任务：机翼前缘采用仿鲸鱼鳍沿展向周期分布凸起增加升力，分析沿展向周期分布凸起的展向尺度（波长）与增升的关系，分析具有最佳增升效果的凸起的展向尺度（波长）尺度；探索仿座头鲸前缘凸起鳍状肢翼一次成型加工技术。
5.无人艇螺旋桨各向异性超疏水表面减阻、降噪机理与加工技术研究；
领域：无人艇螺旋桨各向异性超疏水表面减阻、降噪机理与加工技术
任务：在中型水洞中利用TRPIV开展无人艇螺旋桨叶片表面纵向微沟槽尺寸、来流雷诺数与减阻降噪关系的研究，分析具有最佳减阻降噪效果的微沟槽尺寸和减阻降噪机理，提高无人艇隐身性。探索有纵向曲率的螺旋桨叶片各向异性超疏水表面加工技术。
6.无人艇围壳抑制流动分离、降噪机理与加工技术研究
领域：无人艇围壳抑制流动分离、降噪机理与加工技术任务：在中型水槽中利用TRPIV开展无人艇围壳多孔介质尾缘抑制尾涡脱落、提高无人艇隐身性的实验研究，分析具有最佳抑制尾涡效果的多孔介质形状和尺寸和抑制尾涡机理。探索多孔介质围壳尾缘加工技术。
五、联系方式
陈光皓 13265540627
程肖岐 15712153350