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题名欠驱动型ROV改进设计与纵倾优化
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作者
许哲
代威
曹宇
李永国
张舜
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机构
上海海洋大学工程学院
上海遨拓深水装备技术开发有限公司
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2024年第4期483-490,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51876114)。
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文摘
针对无人遥控潜水器(remotely operated vehicle,ROV)在高速航行时因受流场作用而导致纵倾幅值、纵倾角度变化较大的问题,提出通过搭配选择扩展底盘和尾翼结构参数的方法来实现欠驱动型ROV的零纵倾或微纵倾高速运动。基于格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM),通过壁面自适应细化算法,结合ROV的结构参数进行六自由度仿真实验,以模拟ROV的航行运动。对扩展底盘和尾翼高度不同的ROV分别进行数值分析,得到扩展底盘、尾翼的结构参数与ROV纵倾幅值、纵倾角度的关系。通过对航行表现相似的ROV的旋转力矩进行比较,确定了在相同扩展底盘条件下ROV的稳定性与尾翼高度的关系。开展了扩展底盘和尾翼结构优化正交实验,利用遗传算法对不同实验方案下ROV的纵倾数据进行了拟合处理。结合实际需求确定了扩展底盘和尾翼的高度,并通过实际测试验证了ROV纵倾优化设计方案的正确性。结果表明,合理搭配扩展底盘和尾翼的结构可有效减小欠驱动型ROV的纵倾幅值,从而实现ROV在无幅值补偿时的微纵倾航行运动。研究结果可为相关水下装置纵倾运动的改进提供参考。
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关键词
无人遥控潜水器
格子玻尔兹曼方法
纵倾
六自由度仿真
结构优化
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Keywords
remotely operated vehicle
lattice Boltzmann method
longitudinal pitch
six-degree-offreedom simulation
structure optimization
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
U674.941
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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