极限流域AUV动力学特性仿真分析

"极限流域AUV力学特性分析 - 杜晓旭，张正栋，崔航 - 国家自然科学基金资助项目 - 高等学校博士学科点专项科研基金 - 中央高校基本科研业务费基础研究基金" 这篇论文主要探讨了AUV（水下自主航行器）在极限流域运动中的力学特性，即AUV在水下通过管状回收装置时与之之间的狭窄间隙所面临的复杂流动问题。AUV的发射和回收过程中，都会经历这种极限流域运动状态。 作者采用了结构化动网格技术和有限体积法来对这一问题进行数值模拟。结构化动网格技术允许网格随着AUV的运动动态调整，以更准确地捕捉流动的变化。有限体积法则用于离散流体方程，能够有效地处理流体流动的连续性和守恒性。SIMPLEC算法则被用来解决流体动力学方程中的压力-速度耦合问题，而RNGk-epsilon湍流模型则用于模拟湍流现象，该模型是一种常用的湍流闭合模型，可以预测湍流结构和流动特性。 论文首先通过与实验数据的对比验证了所选用的湍流模型的准确性，这是进行后续数值模拟的基础。接着，作者对不同工况下的AUV力学特性进行了深入研究，包括不同速度下的匀速进出管、匀减速进管以及小攻角进管的情况。这些模拟结果可以揭示AUV在极限流域运动中的阻力系数变化规律，这对于理解和优化AUV的发射和回收过程至关重要。 通过对AUV在极限流域运动中的阻力系数进行分析，可以为控制策略的设计提供理论依据，同时也有助于评估AUV在这些极端条件下的安全性能。阻力系数的变化规律对于理解AUV的动力需求、推进系统的优化以及整个发射和回收系统的工程设计都有深远影响。 关键词涉及的领域包括流体力学、极限流域、动网格技术和力学特性，表明这篇论文的核心研究内容是应用流体力学理论，通过数值模拟方法研究AUV在特殊流动环境下的行为特征，旨在提高AUV在实际操作中的效率和安全性。 这篇论文对于水下自主航行器技术的发展具有重要意义，它不仅提供了理论上的见解，也为实际工程应用提供了实用的指导。