水下航行器变舵角行进过程中，受不同行进方式下的滑行阻力影响，造成能耗较高。为此，提出水下航行器变舵角滑行阻力数学建模分析方法。利用Ansys ICEM软件完成水下航行器的数值建模，并设定模型参数以及工况，在此基础上构建航行器的数学模型。在变舵角行进过程中根据构建的数学模型分析水下航行器的受力变化情况；通过控制水翼转角改变水下航行器的舵角，分析变舵角工况下水下航行器在水平运动、下潜运动和上升运动过程中受到的阻力。
During the course of underwater vehicle moving with variable rudder angle, the energy consumption is high due to the influence of sliding resistance under different moving modes. Therefore, a mathematical modeling and analysis method for sliding resistance of underwater vehicle with variable rudder angle is proposed. The numerical modeling of the underwater vehicle is completed by using the Ansys ICEM software, and the model parameters and working conditions are set up. On this basis, the mathematical model of the vehicle is built. In the course of moving with variable rudder angle, the force variation of underwater vehicle is analyzed according to the mathematical model built. By controlling the angle of the hydrofoil to change the rudder angle of the underwater vehicle, the resistance of the underwater vehicle in the process of horizontal motion, diving motion and ascending motion under the condition of changing the rudder angle is analyzed.
2022,44(20): 38-41 收稿日期：2022-03-23
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2022.20.007
分类号：U664.1
作者简介：范方亮(1984-)，男，硕士，讲师，研究方向为计算数学及随机过程
参考文献：
[1] 黄沛烁, 王易因, 关新平, 等. 面向水声传感网的自主水下航行器辅助定位动态路径规划[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(6): 1927–1936
[2] 滕建平, 梁霄, 陶浩, 等. 无人水下航行器全局路径规划及有限时间跟踪控制[J]. 上海海事大学学报, 2022, 43(1): 1–7
[3] 姜宜辰, 赵月, 熊济时, 等. 水下航行器艇体形状对阻力及流噪声综合影响[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2022, 43(1): 76–82+138
[4] 凌宏杰, 张贝, 王志东, 等. 大翼展混合驱动无人水下航行器水动力特性研究[J]. 船舶工程, 2020, 42(2): 8–12+38
[5] 魏娟, 窦登科, 侯效东, 等. 基于Ansys-Workbench的谐波减速器柔轮结构优化分析[J]. 机床与液压, 2021, 49(4): 133–139
[6] 孙健峰, 邢凯峰, 杨洲, 等. 基于Ansys/LS-DYNA的果枝修剪过程仿真与试验研究[J]. 华南农业大学学报, 2022, 43(4): 113–124
[7] 王瑞, 丁卯, 吴海燕, 等. 六面体网格复杂层插入操作的优化设计方法[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2020, 32(5): 846–856
[8] WANG J , NEUHAUSER C , WESTERMANN R . Interactive focus plus context rendering for hexahedral mesh inspection[J]. Molecular Human Reproduction. 2021, 27(8): 3505-3518.
[9] 关文信, 陆庆. 楔环连接方式的水下航行器壳体动态特性分析[J]. 机械设计, 2021, 38(S1): 120–125
[10] 高国章, 张家赫. 基于ADRC参数优化的拖曳式水下航行器定深控制分析[J]. 大连海事大学学报, 2020, 46(2): 17–25
[11] 王艳, 徐进良, 李文, 等. 超临界Lennard-Jones流体结构特性分子动力学研究[J]. 物理学报, 2020, 69(7): 7–16
[12] ARKHIPOV V A, BASALAEV S A, PERFIL'EVA K G, et al. An experimental study of the hydrodynamic drag coefficient of a cooled hard sphere at small reynolds numbers[J]. Technical Physics Letters, 2021, 47(4): 317–320
[13] 常宗瑜, 于振江, 郑中强, 等. 波浪驱动推进机构的最优水翼倾角的确定[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2021, 51(1): 111–116
[14] 李芳, 黄桥高, 潘光, 等. 波状前缘对水翼湍流干涉噪声的影响[J]. 西北工业大学学报, 2021, 39(6): 1266–1273
