為研究氣囊展開(kāi)對(duì)水下航行體充氣上浮過(guò)程中的姿態(tài)變化以及運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,提出一種多學(xué)科協(xié)同仿真方法。建立水下氣囊的展開(kāi)動(dòng)力學(xué)模型,基于控制體積算法獲得氣囊充氣展開(kāi)過(guò)程的體積膨脹率曲線;在保持氣囊體積膨脹率等效的條件下,建立可以同時(shí)耦合航行體6自由度剛體運(yùn)動(dòng)和氣囊局部變形的水動(dòng)力模型,并基于Navier-Stokes方程進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)仿真計(jì)算,得到水下航行體充氣上浮的精細(xì)化過(guò)程,并獲得水下航行體上浮時(shí)合力分量的時(shí)間歷程曲線和姿態(tài)變化數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:氣囊的增浮作用能有效實(shí)現(xiàn)航行體的上浮回收;在上浮過(guò)程中,由于漩渦結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性使得航行體受到一定側(cè)向力的作用,上浮時(shí)處于螺旋上升過(guò)程;上浮時(shí),航行體會(huì)受到水流提供的豎向力作用,因此為加快上浮,上浮前應(yīng)盡量調(diào)整航行體的攻角為正。

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【文章目錄】：
0 引言
1 充氣展開(kāi)過(guò)程的建模分析
    1.1 有限元模型的建立
    1.2 氣囊展開(kāi)過(guò)程仿真結(jié)果
2 上浮過(guò)程的仿真分析方法
    2.1 氣囊體積等效膨脹的動(dòng)網(wǎng)格計(jì)算方法
        2.1.1 角度比例的計(jì)算
        2.1.2 氣囊處網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)的更新計(jì)算
    2.2 流場(chǎng)求解方法
    2.3 水下航行體受力分析
3 水下航行體充氣上浮仿真計(jì)算
    3.1 幾何模型和網(wǎng)格生成
    3.2 計(jì)算結(jié)果分析
        3.2.1 航行體運(yùn)動(dòng)軌跡與姿態(tài)分析
        3.2.2 航行體合力分量的分析與討論
        3.2.3 不同時(shí)刻流場(chǎng)分析
        3.2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證
4 結(jié)論



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