海底地形及海底管道對(duì)AUV水動(dòng)力性能干擾分析.pdf

1、隨著海洋資源開(kāi)發(fā)的腳步不斷向深海邁進(jìn)，智能水下機(jī)器人（AUV）在海洋資源開(kāi)發(fā)中扮演越來(lái)越重要的角色，隨著搭載設(shè)備的不同，AUV在海洋資源開(kāi)發(fā)中主要承擔(dān)著海洋環(huán)境資料收集、海洋資源探測(cè)、海洋設(shè)備檢測(cè)等任務(wù)。當(dāng)AUV在執(zhí)行海底地形地貌的探測(cè)掃描、海底油氣管道自主跟蹤探測(cè)等任務(wù)時(shí)，由于設(shè)備性能的限制，需要AUV近海底航行。為了確保AUV安全、高效的完成近海底作業(yè)任務(wù)，分析海底地形及海底結(jié)構(gòu)物對(duì) AUV水動(dòng)力性能的影響具有非常重要的意義。本文基

2、于 CFD技術(shù)模擬AUV近海底運(yùn)動(dòng)，分析AUV受海底地形地貌和海底管道干擾時(shí)的擾流特性，從如下三方面開(kāi)展研究工作：
　　1、數(shù)值模擬了SUBOFF模型的部分拘束模試驗(yàn)，得到了分析其操縱運(yùn)動(dòng)的主要水動(dòng)力系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比，誤差滿(mǎn)足工程實(shí)踐要求；然后采用相同的方法數(shù)值預(yù)報(bào)了分析某AUV操縱運(yùn)動(dòng)的主要水動(dòng)力系數(shù)。
　　2、數(shù)值模擬AUV近海底運(yùn)動(dòng)，分析海底地形對(duì)AUV水動(dòng)力性能的影響。首先針對(duì)平坦海底地形，數(shù)值模擬

3、AUV不同近底距離的拖曳試驗(yàn)，分析了平坦海底對(duì) AUV阻力、升力、力矩性能的影響；然后數(shù)值模擬AUV不同近底距離的純升沉運(yùn)動(dòng)、純橫蕩運(yùn)動(dòng)，預(yù)報(bào)了部分水動(dòng)力系數(shù)隨間距H的變化規(guī)律；最后考慮實(shí)際海底地形的復(fù)雜性，針對(duì)幾種典型的海底地形，基于網(wǎng)格變形技術(shù)數(shù)值模擬AUV運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)復(fù)雜海底地形，預(yù)報(bào)了垂向力和縱傾力矩隨海底地形起伏的變化規(guī)律。
　　3、數(shù)值模擬了AUV基于光視覺(jué)跟蹤管道的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析其水動(dòng)力性能受海底管道或海底管道及海底的耦