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1、水下自航行器水動力學(xué)特性數(shù)值計算與試驗研究２００５年８月摘小型ＡＵＶ（ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＵｎｄｅｒｗａｔｅｒ要Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）是一種無人尤纜水下自主航行器，可以進(jìn)行海洋水下多利，參數(shù)的測量?；凇ǖ臏y量任務(wù)需要，天津大學(xué)和國家海洋技術(shù)中心聯(lián)合研制了ＡＵＶ．稱為水下自航行器。本文通過適當(dāng)選取坐標(biāo)系，建立了水下白航行器的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模種坐底式、主體可分離的小型型，對航行器所受水動力進(jìn)行了分析與計算，為航行器穩(wěn)定性、操縱性分析與控制系統(tǒng)設(shè)計提供了依據(jù)。使崩計算流體動力學(xué)（ＣＦＤ）的方法，基于’種
2、典型外形，研究了ＡＵＶ外形、阻力（系數(shù)）與航速的關(guān)系，指出：對于小型ＡＵＶ，由于其航行速度’一般都比較低（對應(yīng)流場雷諾數(shù)較低），在Ａｕｖ的速度范圍內(nèi)，水動力系數(shù)是隨速度變化的。而魚雷等高速航行體在其速度范圍內(nèi)可以認(rèn)為水動力系數(shù)是常數(shù)。因而ＡＵＶ設(shè)計中，即使可以查到外形魚雷等航行體的資料，但由于很難滿足動力學(xué)相似的條件而不能使用。基于流線型航行體常采用的假設(shè)：將航行器阻力處琿為各部件阻力之和，運(yùn)用ＣＦＤ方法對兩輪設(shè)計的航行器進(jìn)行水動力計算，對航行器外形參數(shù)進(jìn)行了研究與設(shè)計改進(jìn)，指出后續(xù)可以進(jìn)一步改進(jìn)
3、外形———————————————————————————————————————————————設(shè)計以減小阻力的空間；通過分析計算結(jié)果，獲得航行器豐要水動力特征。針對兩輪設(shè)計外形，對航行器進(jìn)行了兩次水動力試驗?；诘谝淮卧囼灲Y(jié)果及阻力特征分析，對水動力試驗安裝、測量方法，沒入水下深度等進(jìn)行了分析與調(diào)整；通過對試驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果的比較，調(diào)整了數(shù)值計算模型參數(shù)。在第‘輪外形阻力特征基礎(chǔ)上，對航行器總體結(jié)構(gòu)與外形進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，對第二輪設(shè)計樣機(jī)進(jìn)行了水動力試驗，得到航行器主要水動力參數(shù)；并將試驗結(jié)
4、果與修正后的數(shù)值計算模型結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果證明調(diào)整后的數(shù)值計算模型是可行的且具有臺坪的精度。關(guān)鍵詞：水下自航行器，水動力試驗，水動力特征，ＣＦＤ，動力學(xué)建模ＡＢＳＴＲＡＣＴＳｍａｌｌＡＵＶｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＶｅｈｉｃｌｅｌｉＳｕｎｔｅｔｈｅｒｅｄｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｖｅｈｉｃｌｅｓｗｈｉｃｈｃａｎｏｎｅｋｉｎｄｏｆｕｎｍａｎｎｅｄａｎｄｋｉｎｄｓｏｆｏｃｅａｎｉｃｆｕｌｆｉｌｌｍａｎｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａＩｓｕｒｖｅｙ，ＴｏＡＵＶｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＣｅｎｔｅｒ
5、．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅａｒｅａｆｕｌｆｉｌｌｓｏｍｅｃｅ———————————————————————————————————————————————ｒｔａｉｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．ｏｎｅｋｉｎｄｏｆｓｍａｌｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＯｃｅａｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｉａｎｊｉｎｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＡＵＶ．Ｅｘｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓａｃｔｉｎｇａｓｏｎａｎａｌｙｚｅｄ，ｓｕｃｈｇｒａｖｉｔｙ，ｂｕｏｙａｎｃｙ，ｈｕｌ
6、ｌａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｏｒｃｅｓｅｔｃ．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｌｌ。ｗｓｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ、ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ．ＡｐｐｌｙｉｎｇＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）ｍｅｔｈｏｄ，ｏｎｅｋｉｎｄｏｆｔｙｐｉｃａｌｈｕｌｌｆｏｒｍｉｓｃｈｏｓｅｎｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｒａｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｓｍａｌｌＡＵＶｗｉｔｈｌｏｗｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ
7、ｓｅｍｐｈａｓｉｚｅｔｈａｔｔｈｅｄｒａｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅＡＵＶｉｓｖａｒｉｅｄｗｉｔｈｉｔｓｓｐｅｅｄ．Ｔｈｉｓｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｏｒｐｅｄｏｅｔｃ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｅｄ，ＳＯｔｈｅｄｒａｇｔｏｒｐｅｄｏｉｓ———————————————————————————————————————————————ＢａｓｅｄｎｏｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅＡＵＶｅｖｇｎｉｆｔｈｅｔｗｏｈａｖｅｔｈｅｓａｍｅｈｕｌｌｆｏｒｍ．ｃａｎｏｎｔｈ
8、ｅｕｓｕａｌａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｄｒａｇｏｆｔｈｅｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｄｖｅｈｉｃｌｅｂｅｂｒｏｋｅｎｄｏｗｎｉｎｔｏｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｄｒａｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ＣＦＤｍｅｔｈｏｄｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｏｆａｌｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅＡＵＶＴｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｈｕｌｌｆｏｒｍｏｆｔｈｅａｒｅＡＵＶｉｓｍｏｄｉｆｉｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｄｒａｇａｎｄｔｈｅｈ
