UUV水下回收非線性流體動力干擾及導(dǎo)引過程操縱性研究.pdf

1、隨著UUV（Unmanned Underwater Vehicle）回收應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，相應(yīng)的UUV回收技術(shù)也由水面回收方式不斷向水下自主回收方式發(fā)展。UUV水下回收技術(shù)在民用方面可為 UUV連續(xù)自主工作提供支持，在軍用方面可為 UUV隱蔽作業(yè)提供可能，更是未來構(gòu)建“海洋空間站”不可或缺的支撐技術(shù)。本文針對潛艇水下回收UUV技術(shù)中涉及的流體動力干擾及動力學(xué)相關(guān)問題進行了較為深入的研究，主要研究成果及創(chuàng)新點歸納如下：
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2、UUV與潛艇流體動力數(shù)值計算研究
　　1）闡述了適用于UUV與潛艇數(shù)值求解的勢流理論面元法與基于RANS方程的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法；
　　2）給出了適用于回轉(zhuǎn)體型UUV流體動力求解的面元法和RANS方法求解策略，研究了Re數(shù)、攻角及側(cè)滑角對UUV流體動力系數(shù)的影響；
　　3）給出了適用于SUBOFF模型求解的面元法和RANS方法求解策略，研究了高Re數(shù)工況下，尺度效應(yīng)對SUBOFF流場的影響。
　　（2）潛艇繞流對

3、UUV流體動力干擾研究
　　1）給出了克服潛艇與UUV面元尺度差異的局部面元網(wǎng)格加密方法；
　　2）給出了基于分塊思想采用內(nèi)部交界面拼接的計算域結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法，采用該方法可保證所有工況計算域網(wǎng)格質(zhì)量在同一水平；
　　3）基于RANS方法與面元法，研究了UUV相對潛艇位置不同時，潛艇繞流對UUV流體動力系數(shù)的干擾變化規(guī)律；
　　4）研究了Re數(shù)、UUV姿態(tài)角等變量對潛艇與UUV間流場干擾的影響，得到了相應(yīng)的變化

4、規(guī)律。
　　（3）UUV相對潛艇運動時的流體動力干擾研究
　　1）結(jié)合動態(tài)層鋪的動網(wǎng)格構(gòu)建技術(shù)，給出了用于模擬UUV相對潛艇運動時的計算域結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格構(gòu)建方法；
　　2）采用RANS方法對UUV縱向平行于潛艇縱軸線運動進行了模擬，得到了UUV流體動力系數(shù)隨潛艇相對位置的變化規(guī)律；
　　3）采用RANS方法對UUV橫向靠近或遠離潛艇運動進行了模擬，得到了UUV流體動力系數(shù)隨間距的變化規(guī)律。
　　（4）潛艇對UU

5、V附加質(zhì)量干擾研究
　　1）給出了考慮有界壁面干擾的UUV附加質(zhì)量的面元法數(shù)學(xué)模型；
　　2）研究了4種面元網(wǎng)格劃分策略對附加質(zhì)量求解精度的影響，提出了基于橢球體修正的UUV附加質(zhì)量求解方法；
　　3）采用面元法分別研究了考慮平壁面與圓柱壁面影響時的UUV附加質(zhì)量隨壁面間距的變化規(guī)律。
　?。?）潛艇繞流對UUV操縱性干擾研究
　　1）采用牛頓—歐拉法與雙歐法建立了適用于UUV全姿態(tài)角求解的空間運動數(shù)學(xué)模型

6、；
　　2）推導(dǎo)了考慮流體動力干擾的UUV縱向運動擾動方程，研究了潛艇繞流對UUV縱向運動參數(shù)的干擾變化規(guī)律；
　　3）推導(dǎo)了考慮流體動力干擾的UUV側(cè)向—橫滾運動擾動方程，研究了潛艇繞流對UUV側(cè)向運動參數(shù)的干擾變化規(guī)律。
　　（6）UUV水下回收導(dǎo)引彈道研究
　　1）分析研究了古典導(dǎo)引法中的尾追法、固定提前角法、平行接近法與比例導(dǎo)引法應(yīng)用于 UUV回收導(dǎo)引的可行性，提出了適用于 UUV回收導(dǎo)引的固定提前角法導(dǎo)