文章标题：海流作用下的载人潜水器Z形操纵运动仿真研究

文章作者：钟后阳¹, 李德军², 陈嘉伟², 刘辰辰¹, 黄欢², 陈斌²
关 键 字：载人潜水器;Z形运动;操纵;仿真
文章摘要：研究海流下的载人潜水器机动Z形操纵性能，为海流环境下的安全航行进行评估。本文以某小型载人潜水器研究对象，首先建立其完整的六自由度运动方程，采用CFD计算得到的水动力参数。然后对其水平面Z形操纵运动进行仿真，在此基础上，考虑小型载人潜水器复杂环境下易受干扰，对不同海流方向（横向、迎向和45°）下的Z形操纵运动、不同海流大小下的Z形操纵运动、迎流下的时变海流下的Z形操纵运动开展仿真研究。研究结果表明，载人潜水器运动具有强耦合、非线性特点，在无海流下的情况下，载人潜水器具备灵活机动性，航行稳定；在有海流干扰下，航行轨迹出现偏移，但整体航行稳定，表明该载人潜水器操纵性能良好；通过3种海流干扰下的运动仿真对比发现，迎向海流对Z形操纵运动影响最小；在遭遇影响大小周期性变时变海流时，潜水器Z形运动稳定，但航向角的峰值不断变化，该影响会造成潜水器航行的不对称性，引起航迹的周期性横移。该研究可为载人潜水器操纵控制提供参考。