基于CFD的半潜式无人艇水平面运动稳定性分析

半潜式无人艇的运动稳定性对航行安全有着重要影响，所以在设计过程中对半潜式无人艇的运动稳定性进行分析，不仅能了解其当前的运动状态，还能为控制系统的调节提供依据。首先分析了运动稳定性理论，提出基于动网格思想的半潜式无人艇水平面运动时水动力导数的计算方法。然后以设计的一种半潜式无人艇为研究对象，建立其水平面运动方程，基于动网格瞬态计算方法和多相流模型进行半潜式无人艇的直(斜)航拖曳试验和悬臂试验的模拟仿真，将仿真计算得到的水动力导数与实验值对比验证了该方法的可行性。最后计算半潜式无人艇的水平面运动稳定性，计算结果表明半潜式无人艇水平面运动稳定性良好，并进行海试验证。海试过程中半潜式无人艇在海上可稳定航行与作业，证明整体的设计达到了运动稳定性条件，满足了自主移动式监测的应用需求，并为半潜式无人艇后续的优化设计及运动控制的研究提供了参考依据。