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随着海洋资源开发的脚步不断向深海迈进,智能水下机器人(AUV)在海洋资源开发中扮演越来越重要的角色,随着搭载设备的不同,AUV在海洋资源开发中主要承担着海洋环境资料收集、海洋资源探测、海洋设备检测等任务。当AUV在执行海底地形地貌的探测扫描、海底油气管道自主跟踪探测等任务时,由于设备性能的限制,需要AUV近海底航行。为了确保AUV安全、高效的完成近海底作业任务,分析海底地形及海底结构物对AUV水动力性能的影响具有非常重要的意义。本文基于CFD技术模拟AUV近海底运动,分析AUV受海底地形地貌和海底管道干扰时的扰流特性,从如下三方面开展研究工作:1、数值模拟了SUBOFF模型的部分拘束模试验,得到了分析其操纵运动的主要水动力系数,计算结果与实验值进行了对比,误差满足工程实践要求;然后采用相同的方法数值预报了分析某AUV操纵运动的主要水动力系数。2、数值模拟AUV近海底运动,分析海底地形对AUV水动力性能的影响。首先针对平坦海底地形,数值模拟AUV不同近底距离的拖曳试验,分析了平坦海底对AUV阻力、升力、力矩性能的影响;然后数值模拟AUV不同近底距离的纯升沉运动、纯横荡运动,预报了部分水动力系数随间距H的变化规律;最后考虑实际海底地形的复杂性,针对几种典型的海底地形,基于网格变形技术数值模拟AUV运动经过复杂海底地形,预报了垂向力和纵倾力矩随海底地形起伏的变化规律。3、数值模拟了AUV基于光视觉跟踪管道的运动过程,分析其水动力性能受海底管道或海底管道及海底的耦合干扰情况。首先讨论了管道直径对AUV水动力性能的干扰情况;然后针对实际管道分布情况,预报了AUV受不同分布状态的管道干扰后的部分水动力系数随间距H的变化规律;最后模拟了AUV在两种管道分布交界区的运动,预报了交界区对AUV水动力性能的影响。