基于Sarrus机构的跨介质航行器变体机翼流体动力学数值仿真

跨介质航行器是一种能够适应水空两种不同介质环境,并且可以自主跨越介质交界面的可持续工作的新型航行器。由于水空两种介质在物理性质上的显著差异,设计变体机翼和跨域推进系统是保证跨介质航行器能够平稳运行的关键点。文中采取变体结构设计方案,提出了一种基于Sarrus机构的跨介质航行器变体机翼。为了研究方案设计在水空两种介质中的可行性,利用Fluent对航行器外部结构进行了流体力学数值仿真,然后根据仿真得到的气动与水动系数,验证了方案设计的可行性,为进一步的研究提供理论支持。     

自主航行器及其技术发展趋势研究

自主航行器在对未知自然领域的开拓及探索中扮演着不可或缺的角色,其重要性不言而喻。现介绍了自主航行器的技术特点及相关分类,并重点研究了其未来的技术发展趋势。未来自主航行器的技术重点主要将会集中于智能化、低成本、小型化、高精度、自诊断、高可靠性以及较强的环境适应性等方向。     

自主水下航行器折叠天线设计

通过对水下机器人的主体外形以及传统水下机器人的外附体进行建模,运用CFD流体软件对其进行仿真分析,发现自主水下航行器外附体中,天线产生阻力最大.天线是自主水下航行器必不可少的通信模块.针对天线带来的大阻力问题,设计出两种折叠天线机构.运用ADAMS软件对比了两种折叠天线机构运动性能参数;运用SolidWorks的应力仿...     

一种具备数据驱动能力的自主水下航行器控制系统设计

针对目前大部分自主水下航行器（AUV）采用预编程的工作模式不适用于动态海洋环境观测的问题，开展了基于数据驱动的控制系统研究。为了实现对动态海洋环境的自适应观测，提出了一种具备数据驱动能力的AUV控制系统设计。该控制系统在总体设计上采用双控制板的分布式架构并使用星形网络拓补结构方便内部通信以及后续设备拓展；硬件设计上使用模块化思想管理传感器并使用多种通信设备的融合工作保证通信的快速性与稳定性；软件上使用多线程并行设计并在上位机添加手柄遥控功能；最后通过仿真实验验证控制系统性能。实验结果表明该系统控制超调量为3%；滞后时间为2 s，满足海洋现象观测需要。该控制系统具备搭载数据驱动算法的能力，为基于数据驱动的动态海洋观测模式提供了硬件平台。     

基于CFD的两栖装甲车辆航行阻力数值分析

为了在概念设计阶段评价两栖装甲车辆的水上性能,运用Ftuem软件,基于计算流体力学理论,对两栖装甲车辆航行阻力进行了数值计算分析,并对仿真结果和试验结果进行了对比分析。结果表明,模拟和试验结果基本吻合,从而论证了数值分析方法研究两栖装甲车辆航行阻力的可行性。     

面向微型水下航行器的水泵式沉浮系统设计

根据各种沉浮结构的优缺点,依靠齿轮泵和带换气阀的水舱,设计了一种微小型水下航行器上浮下潜运动的装置,实现了微小型水下航行器成本低,机动性高,控制简单的要求。     

高机动自主水下航行器的仿生设计研究

基于黄鳍金枪鱼的生理结构特征,以及鱼类的体干尾鳍推进模式（BCF）和中鳍对鳍推进模式（MPF）,运用仿生工程学原理,开发出高机动自主水下航行器。通过柔性鱼体机构、推进器、沉浮水舱、控制系统和航行稳定性的仿生设计,航行器在水下实验中可自主完成高速巡航和多种机动方式水下作业。建立的水下试验平台可有效应用于仿生推进模式特征参数和推进性能内在关系的研究同时为改善自主水下航行器的机动性能提供了新的设计思路。     

水介质对超声空蚀纳米生成物形貌的影响

为探究水介质下超声空蚀纳米结构的生成机制,研究不同水介质条件下超声空蚀纳米生成物的形貌特征。利用超声振动空蚀实验装置,在4种不同水介质中分别对45钢样品进行超声空蚀实验,通过激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜对实验后样品表面空蚀纳米生成物形貌进行分析。结果表明:45钢在不同水介质中空蚀生成的纳米微结构有很大差异;在去离子水和Na Cl溶液中空蚀坑环状区域纳米结构呈现为不规则絮状结构,在自来水和Na₂SO₄溶液中生成的空蚀坑周围形成了纳米多层片状结构;在自来水中,随着超声时间的增加,纳米单层片状结构先是长度方向尺寸增大,后逐渐叠加成纳米多层片状结构,总厚度增大。45钢在自来水中超声空蚀生成的纳米多层片状结构的尺寸,与实验时间和介质中离子有关,源于空蚀-腐蚀耦合作用产生;自来水中的SO₄^2-等离子也为片状纳米层间的组装起到促进作用。     

小型两栖机器人推进机构设计与水动力学分析

根据两栖机器人对水陆两种环境的适应需求,设计了一套水陆两用的机器人推进机构。基于水动力学原理,对机器人推进机构的轮片在水下产生的推动力进行了分析。分析结果表明,两栖机器人水下推进力与轮片的弧度,截面面积及转动速度等因素有关。根据分析结果对推进机构参数进行了优化选择。     

谈水下远程自主航行器的主推电机自学习判据

分析了水下远程自主航行器造成"主推进器过流或短路"故障的因素,确认了主推电机自学习不成功是故障原因,提出了主推电机自学习判据的改进措施,并经试验验证了其正确性。     

水下航行器对转减速器设计与特性分析

在驱动对转螺旋桨时,须将高速单轴电机转速降低,为此提出了一种适用于水下航行器对转驱动的减速器。对该减速器的原理进行了介绍,通过运动学与动力学分析,揭示了此种减速器具有平衡电动机反作用力矩的特性,从而可以减轻航行器横滚控制系统的压力;在减速器减速比的讨论上,提出了此种减速器的减速比除了取决于本身特性外,还取决于双轴的负载特性;并通过对负载电机特性及电池放电特性的分析,总结了设计此种减速器驱动应注意的关键问题,最后给出算例,为此种减速器在航行器上的应用提供了有力证据。     

模块化微小型水下航行器的布局研究

提出一种用于浅水水域工作的微小型水下航行器模块化布局方法,将耐压主舱、动力推进系统、传感器系统、视觉系统以及浮力系统等分别设计成独立模块.通过将各种模块按一定要求进行布局,可快速构造适用于不同场合、不同需求的微小型水下航行器,并给出一个3D虚拟仿真实例.     

无人水下航行器摆式发电装置设计与研究

针对海洋无人水下航行器能源供给需求,设计了一款小型化摆式发电装置,该装置搭载在无人水下航行器内部,受波浪、海流、潮汐等影响,航行器产生摆动,获取海洋动能,并将其转换成稳定的电能。详细论述了摆式发电装置的工作原理、系统结构和设计方案,建立了系统机电耦合动力学仿真平台进行仿真分析,并开展了样机试验验证。研究结果表明：该摆式发电装置设计是可行的,实现了电能稳定输出,有效发电效率达到了24.40%。     

某型无人水下航行器建模与仿真研究

为研究无人水下航行器的控制系统设计,建立其一般动力学模型。因为模型具有较高的非线性特征,采用小扰动原理及摄动原理对模型简化。根据简化的模型设计航速、航向、纵倾和深度控制器,并分别进行仿真,仿真结果证明了设计的鲁棒性和稳定性。     

百万机组空预器堵塞原因分析及处理措施

空预器是利用炉膛尾部烟气来加热燃烧所需空气的一种热交换设备,是火电机组的重要辅机。SCR超低排放改造后逃逸氨增加,会在空预器上形成硫酸氢铵,与烟道中飞灰结合,粘附在空预器上,造成空预器的冷端堵塞和腐蚀,影响锅炉的安全运行。通过提升空预器冷端烟温来进行热解和在线水冲洗的方式可以清除冷热端上附着的垢质,有效解决空预器堵塞问题。     

水下航行器尾轴密封结构的研究

计算了橡胶O形圈和机械密封结构在水下航行器尾轴密封中的摩擦功率损耗。结果表明，使用机械密封的摩擦功耗比橡胶O形圈的少，采用机械密封可以提高水下航行器的航程。     

水下驻留航行器液压式驻留机构设计

为解决传统水下自主航行器工作时间短的局限,学术界提出了驻留航行器的概念。该文在分析了驻留航行器总体构成和工作方式的前提下,针对航行器的液压支撑式驻留机构进行了工况分析、系统设计、重要部件设计、液压元件选择、三维造型和总体组装。该机构实现了航行器长时间海底驻留的功能,对驻留航行器的工程应用发挥了重要作用。     

火电厂空预器脱硝改造研究

阐述了烟气脱硝对空预器的主要影响,然后对空预器脱硝改造后面临的核心问题进行了分析,并给出了相应的解决方法。     

基于视觉导引与旋转接驳的自主水下航行器末端入坞研究

基于单目单灯的视觉导引和具有旋转能力的接驳站,自主水下航行器的末端入坞得到了研究。首先对末端导引入坞方案的基本原理包括方案中使用到的各个坐标系进行了描述;自主水下航行器、可旋转的接驳基站和视觉导引系统组成了用以验证末端导引入坞方案的试验平台;该方案采用的导引控制算法包括视觉导引算法、自主水下航行器入坞控制算法和水下接驳基站的旋转控制算法,而视觉导引算法主要包含图像获取、图像二值化、噪声点消除和目标位置估计四个阶段;在固定接驳基站和旋转接驳基站两种情况下,完成了自主水下航行器末端入坞的水池试验,水池试验结果验证了本文提出的末端导引入坞方案。该末端导引入坞方案的优点及需要改进之处在文章的最后进行了介绍。