基于CFD的槽道推进器对AUV水动力性能的影响研究

作     者：关英杰 崔庆佳 徐彪 边有钢 秦晓辉 GUAN Yingjie;CUI Qingjia;XU Biao;BIAN Yougang;QIN Xiaohui

作者机构：湖南大学机械与运载工程学院整车先进设计制造技术全国重点实验室湖南长沙410082 湖南大学无锡智能控制研究院江苏无锡214115 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFC2801700) 国防基础科研计划资助项目(JCKY2021110B024) 湖南省科技重大专项项目(2020GK1020) 湖南省自然科学基金项目(2021JC0010) 

出 版 物：《控制与信息技术》 (CONTROL AND INFORMATION TECHNOLOGY)

年 卷 期：2023年第6期

页      码：65-71页

摘      要：虽然具有槽道推进器的自主水下机器人(AUV)机动能力更高,但槽道会对AUV的动力学特性产生影响。因此,进行槽道推进器对AUV的水动力性能影响分析具有重要意义。文章采用计算流体力学(CFD)方法研究槽道推进器对AUV水动力性能的影响。首先,使用三维软件构建了2个AUV模型,其在外形等方面完全相同,仅在是否搭载槽道推进器上有所区别;然后,创建了2套重叠网格,分别用于进行2个AUV的CFD水动力分析;接着,通过计算AUV的平移和旋转运动来获得2个模型的水动力系数,并对比分析其差异,以评估槽道推进器对AUV的影响。计算结果表明,槽道推进器的存在增加了AUV纵荡运动的惯性水动力,但降低了横荡、垂荡、纵摇和艏摇的惯性水动力;此外,槽道推进器还会导致平移运动的黏性水动力增加,以及旋转运动的黏性水动力减小。槽道推进器对AUV的流线形产生了一定的影响,进而导致AUV的惯性和黏性水动力特性改变,因此,在对带有槽道推进器的AUV进行设计时,需要关注槽道对AUV的影响。

主 题 词：自主水下机器人 水动力模型 槽道推进器 计算流体力学 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13889/j.issn.2096-5427.2023.06.010

馆 藏 号：203125318...