基于動網(wǎng)格技術(shù)的AUV自航數(shù)值模擬研究.pdf

1、AUV(Autonomous Underwater Vehicle)在海底探測、海洋地貌觀察、軍事勘探等方面發(fā)揮了越來越重要的作用。數(shù)值模擬AUV在海洋中操縱運動，是實現(xiàn)AUV安全性和達到航行性能的迫切需求，同時在降低AUV開發(fā)成本，提高AUV性能等方面具有重要價值。自航試驗是測定AUV航行性能的重要試驗。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用MRF(Multiple Reference Frame)對全附體AUV進行模擬。全附體AUV

2、模型包括AUV本體，舵翼和離散螺旋槳模型。流域中包括螺旋槳旋轉(zhuǎn)流域，以及外流場靜止流域。采用混合網(wǎng)格方法進行網(wǎng)格劃分?；赟ST k-ω湍流模型求解RANS方程。采用可變負載方法，通過改變進速，保持轉(zhuǎn)速不變，獲得恒定轉(zhuǎn)速RPM=300對應的自航點，其對應的巡航速度是0.972m/s，與設計航速1m/s的誤差2.8％。這為動網(wǎng)格模擬AUV自航仿真提供了參考條件。⑵編制UDF對AUV自航推進的運動進行求解。給定螺旋槳轉(zhuǎn)速，獲得螺旋槳的推力和

3、轉(zhuǎn)矩；將螺旋槳的推力和轉(zhuǎn)矩傳遞給AUV，結(jié)合AUV的流場受力，求解6自由度方程，獲得AUV的航速；將AUV的航速傳遞給螺旋槳，使其與AUV本體保持一致航速。⑶采用動網(wǎng)格方法結(jié)合MRF對AUV的自航運動進行數(shù)值模擬。即采用MRF對螺旋槳流域進行旋轉(zhuǎn)模擬，采用動網(wǎng)格方法對AUV附帶舵翼，螺旋槳的直航運動進行模擬。動網(wǎng)格數(shù)值模擬的巡航速度為0.9m/s，并給出自航模擬的阻力和推力變化曲線，速度變化曲線。獲得不同速度下的AUV的速度場，螺旋槳尾