典型文献
大型深海AUV无动力螺旋下潜运动特性分析
文献摘要：
为了合理地设计大型深海自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV),针对其无动力螺旋下潜时的静力配置问题展开研究,重点分析其无动力螺旋下潜运动特性.首先,基于拉格朗日方程推导了大型深海AUV的动力学模型,并利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)软件对其直航试验、斜航试验、悬臂水池试验和平面运动机构试验进行数值模拟,通过最小二乘线性回归法拟合得到了相应的水动力系数;同时通过对比给定推力条件下AUV的直航速度验证了动力学模型的有效性.然后,基于所构建的动力学模型,利用MATLAB/Simulink和S函数建立了大型深海AUV的六自由度运动仿真模型,分析了其净负浮力、重心纵向位移和稳心高度与无动力螺旋下潜稳态参数之间的关系.最后,设计了1:10的大型深海AUV缩比样机,通过水池试验验证了动力学仿真结果的正确性.结果表明:净负浮力作为大型深海AUV下潜时的主要动力来源,决定了AUV的下潜速度和偏航角速度;净负浮力和重心纵向位移与稳心高度的比值越大,AUV的垂向下潜速度越快,下潜至6000 m深度的用时越短;由于该AUV的体量较大,其纵倾角主要由重心纵向位移与稳心高度的比值决定,压载质量对重心位置和转动惯量的影响几乎可以忽略.研究结果可为大型深海AUV无动力螺旋下潜时的静力配置提供参考.
文献关键词：
大型深海自主水下航行器;动力学建模;无动力螺旋下潜;运动仿真;水池试验
中图分类号：
作者姓名：
高伟;张玮;谷海涛;孟令帅;高浩;赵志超
作者机构：
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳 110016;中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169;中国科学院大学,北京 100049;中国人民解放军海军研究院,北京 100161
文献出处：
引用格式：
[1]高伟;张玮;谷海涛;孟令帅;高浩;赵志超-.大型深海AUV无动力螺旋下潜运动特性分析)[J].工程设计学报,2022(03):370-383
A类：
无动力螺旋下潜,大型深海自主水下航行器
B类：
AUV,运动特性分析,autonomous,underwater,vehicle,静力,拉格朗日方程,CFD,computational,fluid,dynamics,计算流体动力学,直航,斜航,悬臂,水池试验,平面运动,运动机构,线性回归法,水动力系数,推力,航速,Simulink,六自由度运动,运动仿真,浮力,纵向位移,稳心,样机,过水,动力学仿真,动力来源,偏航角,角速度,越快,越短,纵倾,压载,载质量,重心位置,转动惯量,动力学建模
AB值：
0.2395
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