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水下航行体通气超空泡非对称性研究 被引量:55
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作者 袁绪龙 张宇文 +3 位作者 王育才 邓飞 陈伟政 党建军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期146-150,共5页
超空化水下高速航行体为了满足运动平衡性和稳定性要求,需要采用非对称超空泡流动模式。为了探索满足要求的非对称超空泡流型,在水洞中开展了水下航行体通气超空泡非对称性实验研究。采用通气的方法在较低水速(V=7~12m/s)下生成人工超... 超空化水下高速航行体为了满足运动平衡性和稳定性要求,需要采用非对称超空泡流动模式。为了探索满足要求的非对称超空泡流型,在水洞中开展了水下航行体通气超空泡非对称性实验研究。采用通气的方法在较低水速(V=7~12m/s)下生成人工超空泡,通过分析和测量不同弗劳德数、模型攻角、空化器攻角与舵角等实验条件下的超空泡图像,获得了航行体超空泡非对称性与影响因素之间的定量和定性关系。研究表明,当组合参数F_r^2(1+σ)>50时,重力引起的超空泡变形量小于5‰;由模型攻角、空化器攻角和舵角产生的非对称超空泡流型可以满足超空化水下航行体的平衡性要求。 展开更多
关键词 水下航行体 通气空化 非对称性 弗劳德数 水洞实验 超空化减阻效应
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自然超空泡形态特性的射弹试验研究 被引量:57
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作者 曹伟 王聪 +1 位作者 魏英杰 邹振祝 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期175-179,187,共6页
利用高速射弹试验对自然超空泡的形态特性和发展规律进行了深入研究。试验采用了不同尺寸的试验弹,射弹最大速度可达70m/s,最小空化数可达0.04。获得了水下航行体的自然超空泡形态参数随空化数变化的规律,并与相关文献中使用的经验公式... 利用高速射弹试验对自然超空泡的形态特性和发展规律进行了深入研究。试验采用了不同尺寸的试验弹,射弹最大速度可达70m/s,最小空化数可达0.04。获得了水下航行体的自然超空泡形态参数随空化数变化的规律,并与相关文献中使用的经验公式进行了对比,在小空化数下一致性较好。研究结果表明,高速射弹试验是研究自然超空泡形态特性的一种有效手段,能够捕捉到大量超空泡水动力学现象,证实了自然超空泡的直径和长度都随空化数的增大而减小,且呈指数规律。 展开更多
关键词 流体力学 自然超空泡 高速射弹试验 空化数 水下航行体
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水下机器人的发展现状 被引量:27
3
作者 任福君 张岚 +1 位作者 王殿君 孟庆鑫 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第4期317-320,共4页
介绍了国内外典型水下机器人的性能特点 ,阐述了国内外水下机器人发展的历史及现状 ,总结了水下机器人发展中存在的一些关键问题 。
关键词 水下机器人 水下作业 潜水器 遥控
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水下滑翔机器人载体外形设计与优化 被引量:37
4
作者 胡克 俞建成 张奇峰 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期108-112,117,共6页
借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化.通过对 4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案.研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其... 借助流体动力计算软件CFX和Matlab,对水下滑翔机器人载体外形进行设计和优化.通过对 4种载体方案的分析计算和运动仿真,最终得到了一种比较合理的外形方案.研究结果表明,采用CFX流体动力计算软件对于研究水下机器人载体的外形结构,尤其是在方案设计阶段在外形流体动力设计中具有重要的作用,可缩短研制周期、降低设计成本. 展开更多
关键词 水下滑翔机器人 水下机器人 外形优化 CFX MATLAB
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海洋探测技术与装备发展探讨 被引量:50
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作者 朱心科 金翔龙 +3 位作者 陶春辉 初凤友 赵建如 李一平 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期376-384,共9页
首先,分析了海洋探测技术与工程装备在海洋开发与经济发展、海洋权益维护与海洋安全、海洋生态文明建设和海洋科学进步四个方面的战略需求.其次,对海洋探测技术与装备当前的发展现状进行了描述,指明了发展趋势.最后,对比我国现有发展基... 首先,分析了海洋探测技术与工程装备在海洋开发与经济发展、海洋权益维护与海洋安全、海洋生态文明建设和海洋科学进步四个方面的战略需求.其次,对海洋探测技术与装备当前的发展现状进行了描述,指明了发展趋势.最后,对比我国现有发展基础,指出了存在的问题,提出了发展建议与保障措施. 展开更多
关键词 海洋观测 海洋采矿 潜水器 海洋观测网
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基于MATLAB/SIMULINK与FLUENT的协同仿真方法研究 被引量:39
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作者 谢海斌 张代兵 沈林成 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1824-1827,1856,共5页
以水下机器人的动态行为仿真为背景,针对单一环境下仿真水下机器人动态行为和流体动力学问题存在的局限性,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真的解决方案。首先介绍了MATLAB/Simulink与FLUENT的运行机制,分析了两个仿真环境实... 以水下机器人的动态行为仿真为背景,针对单一环境下仿真水下机器人动态行为和流体动力学问题存在的局限性,提出了基于MATLAB/Simulink与FLUENT协同仿真的解决方案。首先介绍了MATLAB/Simulink与FLUENT的运行机制,分析了两个仿真环境实现协同仿真的技术可行性并提出了三种可行的接口方式。以此为基础,重点研究了FLUENT中嵌入MATLAB/Simulink与MATLAB/Simulink中嵌入FLUENT两种嵌入式协同仿真方式以及并行协同仿真方式的基本思想和具体实现方法。此协同仿真方法不仅对于研究流体环境中物体运动与流体动力紧密耦合的问题提供了有效手段,也为研究其它与流体紧密耦合的物理现象提供了解决思路。 展开更多
关键词 水下机器人 协同仿真 运动仿真 流体动力仿真 MATLAB/SIMULINK FLUENT
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水下机器人粘性类水动力数值计算方法研究 被引量:38
7
作者 胡志强 林扬 谷海涛 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期145-150,共6页
通过对通用流体动力学仿真软件CFX的研究,提出了一套水下机器人粘性类水动力的数值计算方法.该方法采用标准k-ε湍流模型计算位置力系数,采用标准k-ω湍流模型计算旋转力系数及其它耦合水动力系数.对“CR-02”6000 m自治水下机器人的计... 通过对通用流体动力学仿真软件CFX的研究,提出了一套水下机器人粘性类水动力的数值计算方法.该方法采用标准k-ε湍流模型计算位置力系数,采用标准k-ω湍流模型计算旋转力系数及其它耦合水动力系数.对“CR-02”6000 m自治水下机器人的计算表明,通过这种方法获得的水动力系数具有较高的精度,可以满足水下机器人方案设计阶段的操纵性设计、运动预报和仿真等需求. 展开更多
关键词 水下机器人 粘性类水动力 CFX 计算流体动力学
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航行体出水过程空泡溃灭特性研究 被引量:37
8
作者 权晓波 李岩 +3 位作者 魏海鹏 吕海波 辛万青 鲁传敬 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第4期545-549,共5页
航行体水下高速运动时,表面出现空泡现象。在出水过程中,出现空泡溃灭现象,对航行体的表面受力及力学环境有重要影响。本文通过计算和试验工作,对空泡溃灭进行分析,研究了空泡溃灭造成的压力机理,讨论影响空泡溃灭的因素。
关键词 水下航行体 出水过程 空泡溃灭
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地磁匹配用于水下载体导航的初步分析 被引量:31
9
作者 郝燕玲 赵亚凤 胡峻峰 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第2期594-598,共5页
随着地磁场模型的日趋完善和滤波技术的不断成熟,地磁匹配方法在近几年得到迅速发展,它一般用于近地卫星,还未用于海洋环境.针对这一问题,本文结合地磁场特点和海洋地磁测量的现状,分析了水下地磁匹配的可行性.分别从匹配的地磁模型和... 随着地磁场模型的日趋完善和滤波技术的不断成熟,地磁匹配方法在近几年得到迅速发展,它一般用于近地卫星,还未用于海洋环境.针对这一问题,本文结合地磁场特点和海洋地磁测量的现状,分析了水下地磁匹配的可行性.分别从匹配的地磁模型和测量值中存在干扰磁场两方面,指出了制约该技术发展的几个因素.在此基础上,提出了地磁用于水下载体定位的两条技术途径,一是用小波变换滤去地磁异常,与大尺度地磁模型匹配定位;另外,也提出了利用地磁异常,结合同时定位与构图(SLAM)算法实现自主导航. 展开更多
关键词 地磁场 水下载体 导航 匹配
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高速超空化航行体典型空化器多相流CFD分析 被引量:31
10
作者 袁绪龙 张宇文 杨武刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期53-55,59,共4页
基于匀相流假设,建立了自然空化流动的多相流CFD模型,并在商业软件Fluent的框架下实现。计算了半球头细长回转体的空化流动并与实验测量结果进行了比较,表明该模型能准确预报回转体的空化流动。使用该多相流CFD模型计算并分析了三种典... 基于匀相流假设,建立了自然空化流动的多相流CFD模型,并在商业软件Fluent的框架下实现。计算了半球头细长回转体的空化流动并与实验测量结果进行了比较,表明该模型能准确预报回转体的空化流动。使用该多相流CFD模型计算并分析了三种典型的空化器—圆盘,圆锥和射流空化器的的空化流动,为进一步研究超空化高速水下航行体或高速射弹空化器参数与空泡参数的关系以及空化器与后体的匹配关系奠定了基础。 展开更多
关键词 超空化 航行体 匀相流 自然空化 回转体 计算流体力学
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不同多相流模型在航行体出水流场数值模拟中的应用 被引量:29
11
作者 魏海鹏 符松 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期48-52,共5页
基于VOF和Mixture两种均相流模型,并结合输运方程类空化模型、k-ε湍流模型和动网格技术,针对圆柱形航行体出水过程进行了数值模拟,获得了无空化、带空泡两种状态下航行体出水过程中的多相流物理景象和表面压力变化历程。根据计算结果... 基于VOF和Mixture两种均相流模型,并结合输运方程类空化模型、k-ε湍流模型和动网格技术,针对圆柱形航行体出水过程进行了数值模拟,获得了无空化、带空泡两种状态下航行体出水过程中的多相流物理景象和表面压力变化历程。根据计算结果分析了VOF模型、Mixture模型在多相流界面捕捉、压力计算等方面的异同,并给出了两种模型的适用范围,在理论研究和工程应用上都具有重要意义。 展开更多
关键词 VOF模型 Mixture模型 水下航行体 带空泡出水
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极大似然法在水下机器人系统辨识中的应用 被引量:20
12
作者 刘建成 刘学敏 徐玉如 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2001年第5期1-4,3,共4页
主要探讨了极大似然参数估计法及其松弛算法 ,将它们应用于水下机器人运动模型的辨识中 .利用水下机器人的海上类Z型试验数据 ,辨识得到某智能水下机器人水动力系数 ,并对比了两种算法的结果 ,可看出松弛算法有更好的收敛性 .然后用辨... 主要探讨了极大似然参数估计法及其松弛算法 ,将它们应用于水下机器人运动模型的辨识中 .利用水下机器人的海上类Z型试验数据 ,辨识得到某智能水下机器人水动力系数 ,并对比了两种算法的结果 ,可看出松弛算法有更好的收敛性 .然后用辨识得到的水动力系数建立了水下机器人的运动模型 ,用运动仿真进行了模型验证 .仿真结果表明辨识得到的数学模型是可靠的 ,本方法对于水下机器人操纵与自适应控制的研究有较大的实际意义 . 展开更多
关键词 水下机器人 系统辨识 极大似然参数估计法 水动力系数 松驰算法 数学模型
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水动力噪声计算方法综述 被引量:28
13
作者 李环 刘聪尉 +1 位作者 吴方良 陈灿 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期72-89,共18页
准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡... 准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡、空化和粗糙度诱发水动力噪声的机理和研究进展。在分析水动力噪声数值预报难点的基础上,综述流体动力噪声计算方法研究进展。着重比较在航行体水动力噪声工程预报方面有较好前景的3种方法:声类比法、粘声分离法和声边界条件法。 展开更多
关键词 航行体 水动力噪声 流噪声 计算方法
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水下机器人主动升沉补偿系统研究 被引量:24
14
作者 杨文林 张竺英 张艾群 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2007年第3期68-72,共5页
介绍一种基于水下机器人常规液压收放绞车的主动升沉补偿系统,利用加速度传感器获得母船的升沉运动信号,控制绞车的运转来降低母船的升沉运动对水下机器人的影响。通过理论计算建立主动升沉补偿系统的数学模型,仿真分析绞车运动对水下... 介绍一种基于水下机器人常规液压收放绞车的主动升沉补偿系统,利用加速度传感器获得母船的升沉运动信号,控制绞车的运转来降低母船的升沉运动对水下机器人的影响。通过理论计算建立主动升沉补偿系统的数学模型,仿真分析绞车运动对水下机器人升沉运动的补偿效果,并利用主动升沉补偿系统实验台验证基于常规液压收放绞车的主动升沉补偿方案的可行性。 展开更多
关键词 主动升沉补偿 绞车 水下机器人 加速度传感器
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水下滑翔机器人运动调节机构设计与运动性能分析 被引量:22
15
作者 俞建成 张奇峰 +1 位作者 吴利红 张艾群 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期390-395,共6页
描述了水下滑翔机器人3个运动调节机构的设计,即浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构,分析了运动调节机构与运动之间的关系.提出了采用CFX水动力计算软件分析水下滑翔机器人运动性能的方法.根据CFX计算结果,用最小二乘法参数辨识... 描述了水下滑翔机器人3个运动调节机构的设计,即浮力调节机构、俯仰调节机构和横滚调节机构,分析了运动调节机构与运动之间的关系.提出了采用CFX水动力计算软件分析水下滑翔机器人运动性能的方法.根据CFX计算结果,用最小二乘法参数辨识方法辨识出定常滑翔运动的水动力参数.简化了空间螺旋回转运动过程,通过CFX水动力计算方法进行回转特性分析,估算回转半径. 展开更多
关键词 水下机器人 水下滑翔机器人 机构设计 运动学
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基于蚁群算法的水下潜器三维空间路径规划 被引量:25
16
作者 刘利强 于飞 戴运桃 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第14期3712-3716,共5页
路径规划是水下潜器智能控制的关键技术之一,其任务是在已知障碍物的环境中按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的无碰路径。使用蚁群算法对水下潜器三维空间路径规划问题进行了研究,以ACS算法为基础设计了路径优化搜索算法,详细... 路径规划是水下潜器智能控制的关键技术之一,其任务是在已知障碍物的环境中按照某一最优指标寻找一条从起始点到目标点的无碰路径。使用蚁群算法对水下潜器三维空间路径规划问题进行了研究,以ACS算法为基础设计了路径优化搜索算法,详细讨论了信息素表示方法、路径点选取原则、启发式函数设计和信息素更新规则,给出了算法的具体流程,仿真实验结果表明,该算法能够方便有效的实现三维空间中的路径规划。 展开更多
关键词 蚁群算法 路径规划 三维空间 水下潜器
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信息融合技术在水下组合导航系统中的应用 被引量:21
17
作者 李佩娟 徐晓苏 张涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期344-349,共6页
以捷联惯性导航系统作为组合导航系统的主导航设备,地形匹配、多普勒测速仪等为辅助导航设备,分析了S1NS、DVL以及地形辅助导航系统等的工作原理并建立输出误差模型,利用联邦Kalman滤波技术对水下组合导航系统进行信息融合,建立了水下... 以捷联惯性导航系统作为组合导航系统的主导航设备,地形匹配、多普勒测速仪等为辅助导航设备,分析了S1NS、DVL以及地形辅助导航系统等的工作原理并建立输出误差模型,利用联邦Kalman滤波技术对水下组合导航系统进行信息融合,建立了水下组合导航系统联邦滤波器的观测方程和量测方程,并进行计算机软件仿真实验。仿真结果表明:使用联邦卡尔曼滤波的水下组合导航系统导航状态输出精度满足水下航行器高精度高可靠性的要求。该水下组合导航系统能够得到较高精度的位置、速度和姿态信息,提高了水下航行器远距离长时间导航的精度。 展开更多
关键词 水下潜器 组合导航 地形匹配 联邦滤波器
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7000米载人潜水器推进器故障容错控制分配研究 被引量:20
18
作者 俞建成 张艾群 王晓辉 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期519-524,共6页
介绍了7000米载人潜水器推进系统的组成和推进器布置,描述了潜水器控制分配问题,对推进器推力和期望控制量进行了归一化处理.根据载人潜水器的推进器布置,建立了系统的控制分配模型,设计了推进器故障容错处理策略,研究了基于推力最小二... 介绍了7000米载人潜水器推进系统的组成和推进器布置,描述了潜水器控制分配问题,对推进器推力和期望控制量进行了归一化处理.根据载人潜水器的推进器布置,建立了系统的控制分配模型,设计了推进器故障容错处理策略,研究了基于推力最小二范数的载人潜水器控制分配求解方法.采用基于伪逆矩阵与定点分配的混合控制分配求解算法,在半物理仿真平台上实验验证了控制分配求解算法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 载人潜水器 水下机器人 控制分配 故障容错
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层次分析法在水下航行器系统仿真可信性评估中的应用研究 被引量:19
19
作者 杨惠珍 康凤举 李俊 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第10期1299-1301,共3页
系统仿真可信度评估需要从多个层次、多个角度进行,然而我们不仅关注评估过程中的各种结论,更希望了解系统仿真可信度的综合指标。本文首次将层次分析法(AHP)引入水下航行器系统仿真可信性综合评估中,通过确定系统仿真可信性评估指标体... 系统仿真可信度评估需要从多个层次、多个角度进行,然而我们不仅关注评估过程中的各种结论,更希望了解系统仿真可信度的综合指标。本文首次将层次分析法(AHP)引入水下航行器系统仿真可信性综合评估中,通过确定系统仿真可信性评估指标体系中各因素的权重,对VV&A过程中的各种定性和定量的可信度评估因素加以综合,应用表明,所得到的系统仿真可信度综合指标具有一定的合理性和可信性。 展开更多
关键词 层次分析法 水下航行器 系统仿真 可信性评估 应用
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基于遗传算法的AUV三维海底路径规划 被引量:18
20
作者 郝燕玲 张京娟 《中国工程科学》 2003年第11期56-60,共5页
研究AUV在三维海底地形环境中的路径规划问题。针对三维地形中路径的不同特点 ,将路径分为 3种类型。设计了优化路径的遗传算法实现方案 ,所提出的惩罚函数及启发性知识的使用 ,使算法能灵活的得到具有不同特点的最优路径。仿真实验表... 研究AUV在三维海底地形环境中的路径规划问题。针对三维地形中路径的不同特点 ,将路径分为 3种类型。设计了优化路径的遗传算法实现方案 ,所提出的惩罚函数及启发性知识的使用 ,使算法能灵活的得到具有不同特点的最优路径。仿真实验表明了该算法的可行性与可靠性 。 展开更多
关键词 三维路径规划 遗传算法 海底地形 水下潜器
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