水下自主航行器操纵性预报方法研究

发布时间：2024-12-26 04:32

　　随着海洋资源的深入开发利用,水下自主航行器在民用和军事领域应用引起了国内外学者的广泛关注。良好的操纵性是水下自主航行器安全航行及发挥其作用的基础,也是水下自主航行器综合性能的重要组成部分和总体设计的重点。水下自主航行器的多元化发展对其各方面性能提出了更高的要求,因此需要对水下自主航行器的操纵性进行深入研究。为了研究其操纵性,需要对水下自主航行器进行运动仿真,实现操纵性预报。准确的操纵性预报不仅可以为水下自主航行器的结构设计、推进系统设计和控制系统设计提供科学的参考依据,还可有效地提高AUV的续航能力。进行操纵性预报需要构建操纵性方程,水动力系数是水下自主航行器操纵运动方程的系数,因此基于操纵运动方程模拟操纵运动并预报操纵性,必须先确定水动力系数。本文采用计算流体力学软件Star CCM+进行水动力计算研究。以某水下自主航行器为研究对象,首先将CFD方法计算的标准椭球体结果与试验结果对比,验证方法的可行性。验证完成后,对某水下自主航行器进行建模、网格划分、流域选取,运用Star CCM+对某水下自主航行器进行直航、斜航两种定常运动的数值模拟,求取相应的水动力和力矩,将计算结果运用Matla...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1CR-01型AUV2008年3月CR-02型AUV6000米深海试验成功，标志着我国在自主式

图1-1CR-01型AUV月CR-02型AUV6000米深海试验成功，标志着我国术和应用方面实现了新的跨越。CR-02型水下航行器4.5米，宽度0.8米，最大下潜深度与CR-01一样可达到约25小时，定位精度可小于20米，长基线声纳定位系米....

图2-1标准椭球体模型

图2-1标准椭球体模型为12m，共8个椭球体的长度[60]，网格划构模型(SurfaceRemesher)，网格基本尺寸尺寸为基本尺寸的2%。因为椭球体的外形证计算的精度和效率，从图中可以看出生格如图2-2所示。图2-2椭球体网格划分图行不同速度下的直航模拟....

图2-2椭球体网格划分图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文图2-1标准椭球体模型长度为12m，共8个椭球体的长度[60]，网格划分面重构模型(SurfaceRemesher)，网格基本尺寸为1网格尺寸为基本尺寸的2%。因为椭球体的外形相可保证计算的精度和效率，从图中可以看出生成的的网格如图....

图2-3实验值与计算值的对比

图2-3实验值与计算值的对比使用StarCCM+求出的阻力和实验值基本差在工程上在可接受的范围内，验证了因此，认为可以运用该计算流体力学软件的水动力研究。立求解水动力系数之前，需要根据某水下模。选取UG建模软件进行建模，运用、纯横荡、纯艏摇、纯升沉、纯俯仰六种力矩，计....

本文编号：4020538