某型AUV对转电机子群协同多目标粒子群优化

某型自主水下航行器(AUV)需要一种高效、小质量的对转电机,同时要求电机在尾段密闭条件下可长时间航行。针对这一问题,从电机计算模型和多目标优化算法两方面,提出基于电磁一热耦合模型和子群协同的多目标粒子群帕累托最优(MOPSO)设计方法。该模型使用气隙磁场解析法进行电磁计算,使用等效热网络法计算电磁一热耦合情况下的电机温升。利用计算流体力学(CFD)方法计算旋转部件及航行器壳体的对流换热系数,以解决对流等效热阻计算不准确的问题。最后以效率和质量为优化目标,电机温升和几何条件及磁路磁密为约束条件,使用改进的MOPSO方法进行优化,并将优化结果与NSGA-Ⅱ算法优化结果进行比较,结果表明该方法能够获得更接近于真实帕累托前沿的解集,且解集分布性良好。制作样机后进行试验,功率、转速、效率、质量等指标均满足要求,且尾段密闭条件下5h负载温升符合要求。     

基于海洋能的无人水下航行器能源发电装置设计

针对无人水下航行器在水下长时连续工作对能源的需求,提出了一种由两级转换系统构成的海洋动能发电装置方案,该装置可直接将海洋动能传递给发电机,去掉了中间的能量传递环节,可有效减小结构体积、提高系统的转换效率.基于永磁发电机基本原理和刚体绕定轴转动定律,建立了飞轮动能与电机输出电压的关系模型,结合项目组研制的海洋动能发电装置...     

水下航行器用永磁直流电机漏磁场数值分析

基于Magnet软件,对某型水下航行器推进用永磁直流电机漏磁场进行了有限元数值仿真,得到了电机漏磁场强度与电机距离之间的数值关系,也为分析水下航行器推进电机漏磁场对其附近电子仪器设备带来的不利影响,提出了一个良好的方法。     

导流板对Savonius型海流发电叶轮的影响分析

Savonius型叶轮是应用最广泛的海流发电叶轮之一,其成本低、自启动性较好,但是发电效率较低。为了提高Savonius叶轮的发电效率,提出了在Savonius叶片上增加3块导流板的新型垂直轴式叶轮的设计方案。为了探索导流板对叶轮的发电性能影响,利用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT分析了叶轮在不同旋转速度下的发电特性,采用滑移网格技术对叶轮进行了2D非定常数值流体计算,分析了在工作环境下叶轮的速度场、压力场的基本特点。计算结果表明,该叶轮在尖速比λ=0.9时获得最大平均功率系数0.481,其发电效率大约比Savonius叶轮高10%～20%左右。     

自主式水下航行器载荷水下浮力解脱分离方法

携带正浮力载荷的自主式水下航行器( AUV)是由正浮力载荷和运载体组成的一个多体系统,在载荷释放时必须保证载荷不能与运载体发生碰撞。在研究AUV载荷分离运动数学模型的基础上,结合工程实际,提出载荷浮力解脱分离方法。仿真结果验证了在该浮力解脱分离方法下,载荷可以安全分离,且分离运动简单。该方法在工程上比较容易实现,具有工程参考价值。     

An ideal point method adopting grey relational entropy to estimate life cycle cost with effectiveness of torpedo

To making the decision of the developing blue prints, ideal point method was selected to estimate the life cycle cost with effectiveness of torpedo. At the same time, the concept of grey relational entropy of the grey system theory was adopted to compute the distance between each blue print and the ideal point （ or negative ide- al point）. The blue print, nearest to the ideal point and farthest to the negative ideal point, is the best one. As an example, four blue prints of torpedo were estimated. The result indicates the practical value of this method.     

基于CFD技术的泵喷推进器水动力性能仿真方法

文章利用CFD方法,采用高质量结构化网格、应用滑移网格技术对某泵喷的水动力性能进行了数值仿真研究。仿真过程中,计算域内控制方程为雷诺平均N-S方程,湍流模型为剪应力输运模型。计算完成后讨论了网格和湍流模型对计算结果的影响。仿真结果表明:该泵喷平衡特性较好,但效率偏低,与试验结果有较好的吻合。该方法在泵喷水动力性能仿真方面的成功应用为以后泵喷的设计及性能预报提供了一种可靠实用的途径。     

水下双拖系统动力学建模与仿真

水下双拖系统是海洋工程中非常重要的一种拖曳系统,可以用于潜艇通讯、数据传输、海洋测量等。文章根据达朗伯原理建立了拖曳系统的动力学模型,确定了边界条件,根据动量和动量矩定理建立了浮标运动的数学模型,并基于统一的有限差分数值方法建立了整个拖曳系统的数值解法。最后对典型的水下双拖系统进行了仿真计算,结果显示:水下双拖系统运动稳定,说明建立的动力学模型的正确性,及其数值算法的稳定性;浮体的使用使拖缆远离了艇体,很好地保证了潜艇的安全性,说明了浮体使用的必要性。     

iSIGHT在鱼雷鳍舵优化设计中的应用研究

在解决鳍舵优化设计问题的过程中,引入集成优化框架iSIGHT,利用iSIGHT的优化迭代计算功能得到一种基于iSIGHT的鱼雷鳍舵优化设计方法,并将得到的设计方案与相同初值条件下通过传统方法得到的设计方案进行了分析和比较。分析比较的结果证明:用基于iSIGHT的优化设计方法来解决鱼雷鳍舵设计优化问题是可行的,并且能得到令人满意的设计方案。     

水下航行器多推进器动力定位控制

主要研究远程低速水下航行器在大攻角和大侧滑角情况下不依靠舵而仅依靠垂推和侧推来实现动力定位,通过对水下航行器应用非线性控制方法实现水下航行器在纵平面内的爬潜定位和水平面内的旋转定位。分别建立水下航行器在攻角和侧滑角为90。的纵向和侧向在有2个垂推和2个侧推情况下的非线性运动模型,选用变结构控制方法进行控制,仿真并得到比较理想的效果。