發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 01:16

  本文關(guān)鍵詞：基于需求驅(qū)動(dòng)的深水AUV系統(tǒng)外形設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 水下自治航行器 外形優(yōu)化 濕模態(tài) ANSYS 仿真計(jì)算

【摘要】：水下自治航行器(Autonomous Underwater Vehicle),依靠自身攜帶的能源,搭載不同的任務(wù)傳感器在指定海域按預(yù)先設(shè)定的航線航行,來完成指定水域的測(cè)量與勘探任務(wù)。由于AUV自身攜帶的能源有限,因此其能源的使用效率顯得格外重要,將直接決定著AUV的工作時(shí)間與航程,合理設(shè)計(jì)AUV的外形降低AUV航行時(shí)受到的阻力將有效提高AUV的能源利用率。尤其,現(xiàn)代電池技術(shù)尚待突破,AUV的外形優(yōu)化設(shè)計(jì),在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍將成為AUV研究的重點(diǎn)。文章以實(shí)驗(yàn)室研制的深水AUV系統(tǒng)為研究對(duì)象,借助商業(yè)軟件ANSYS,基于阻力最小原則進(jìn)行AUV外形設(shè)計(jì),保證AUV航行時(shí)所受到的阻力最小,以最大限度的提高AUV系統(tǒng)的能源利用率。同時(shí),為保證AUV所搭載的各種聲學(xué)傳感器的測(cè)量精度,本文從一個(gè)新的角度——AUV濕模態(tài)分析,研究了AUV采用設(shè)計(jì)的外形時(shí)對(duì)所搭載的聲學(xué)傳感器工作性能的影響。通過相關(guān)海試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所得結(jié)論的正確性。文章的主要研究成果如下:首先基于阻力最小原則,借助流體軟件對(duì)采用不同外形的AUV進(jìn)行流體仿真計(jì)算,最終通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),擁有Myring曲線外形的AUV所受到的阻力明顯小于其余外形,為最優(yōu)線性。在容積相等的情況下,為減小AUV受到的阻力,應(yīng)盡量增大AUV的長(zhǎng)徑比。然后對(duì)確定外形的AUV系統(tǒng)進(jìn)行濕模態(tài)分析,研究AUV在工作過程中對(duì)各階頻率的響應(yīng)情況,以此作為依據(jù)優(yōu)化AUV外形及結(jié)構(gòu),避免AUV振動(dòng)影響各傳感器的正常工作。最后通過對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性,同時(shí)也證明所設(shè)計(jì)的AUV滿足使用要求。
【關(guān)鍵詞】：水下自治航行器 外形優(yōu)化 濕模態(tài) ANSYS 仿真計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.941
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 字母注釋表11-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 引言12
• 1.2 水下機(jī)器人研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 水下機(jī)器人外形優(yōu)化及設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 水下機(jī)器人濕模態(tài)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本文研究意義19
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 深水AUV系統(tǒng)外形設(shè)計(jì)21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 AUV阻力計(jì)算方法21-22
• 2.3 深水AUV系統(tǒng)外形優(yōu)化22-33
• 2.4 航行速度對(duì)AUV阻力的影響33-35
• 2.5 攻角對(duì)AUV所受阻力的影響35
• 2.6 尾翼對(duì)AUV所受阻力的影響35-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第三章 深水AUV系統(tǒng)濕模態(tài)分析38-51
• 3.1 引言38
• 3.2 AUV濕模態(tài)的計(jì)算原理38-42
• 3.3 AUV濕模態(tài)計(jì)算42-46
• 3.4 濕模態(tài)計(jì)算在AUV設(shè)計(jì)中的應(yīng)用46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 深水AUV系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究51-58
• 4.1 引言51
• 4.2 深水AUV系統(tǒng)渤海實(shí)驗(yàn)51-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58
• 5.2 工作展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1086329