二维自由面条件和辐射条件的数值模拟

在时域内对二维自由面条件和远方辐射条件进行数值模拟,自由面条件采用先积分后离散的处理方式,远方条件采用匹配积分方程的方法和透射理论的人工边界方法处理。分别计算了圆柱与水面直交和斜交时的水动力系数以及摇板造波问题的速度势,计算结果与文献值和理论值符合程度良好。     

高温燃气推进下水下航行器出筒发射数值模拟研究

水下航行器出筒过程往往伴随着高温高速的水气多相混合流动,物理过程复杂多变,对航行器的发射动力、载荷以及出筒后的运动姿态等有着重要影响。以某水下航行器出筒发射为例,采用 CFD 方法开展高温燃气推进下水下航行器出筒发射数值模拟研究,通过不同网格密度下的水平方向位移和竖直方向位移比较,论证了数值模拟的收敛性。进一步利用所建立的数值模型模拟了不同初始发射倾角、不同横向来流作用下高温燃气推进下水下航行器出筒过程,得到了航行器出筒后的偏转角度和速度,明确了发射过程中的速度场与温度场的典型特征等,为水下热发射系统的设计提供指导。     

UUV定深控制模型参数优化设计方法

合适的控制模型参数能够保证被控对象在较快的响应时间和较小的超调量下达到控制目标,无人水下航行器定深控制模型参数的优化设计对提升水下航行器使用性能具有重要意义。首先,建立了水下航行器空间运动学方程,基于 Modelica 建模语言构建了航行器虚拟样机及其定深控制模型。然后,以响应时间和超调量最小为优化目标,采用非支配排序差分进化算法建立了水下航行器定深控制模型参数多目标优化流程,基于 OPTIMUS 平台构建了水下航行器定深控制模型参数优化设计工作流。以某水下航行器为对象的实验结果表明：所提方法可快速获得较优的 PID 控制模型参数,优化后的水下航行器定深运动控制特性显著改善。