带缆遥控水下机器人水动力数学模型及其回转运动分析
１００７－７２９４（２０１１ ）０８－０８２７－１０
带缆遥控水下机器人水动力数学模型
及其回转运动分析
吴家鸣郁苗朱琳琳
华南理工大学土木与交通学院，广州５１０６４０
摘要：提出了一种新型的带缆水下机器人系统三维水动力数学模型。在该模型中脐带缆的控制方程由脐带缆任一微段中的力的平衡条件导出，在此基础上以该脐带缆的控制方程为核心，通过引入脐带缆与水下机器人连接点的边界条件而建立起整个系统的三维水动力学数学模型。数值模拟中作用在机器人主体上的水动力载荷和旋转导管螺旋桨的控制力在考虑了它们之间的相互影响基础上以计算流体力学方法求出。该模型的主要特点是克服了现有的带缆水下机器人系统水动力数学模型将系统各组成部分割裂处理、缺乏从系统整体理论框架中去观察脐带缆、水下机器入主体和螺旋桨推进器水动力特征的缺陷，从一种综合、整体的观点去观察分析带缆遥控水下机器人的动力状态。水下机器人在导管螺旋桨作用下回转运动的数值模拟结果表明，利用所建立的数学模型可以对带缆水下机器入水动力状态进行有效的数值模拟。
水下机器人；脐带缆；导管螺旋桨；ＣＦＤ；水动力
ＴＶ１３１．２Ａ
Ａ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ａ ｔｅｔｈｅｒｅｄ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｒｏｂｏｔ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｉｎ ｔｕｒｎｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ
Ｕ Ｍｉａｏ ＺＨＵ Ｌｉｎ－ｌｉｎ ＷＵ Ｊｉａ－ｍｉｎｇ Ｙ
２０１０－１２－３０
国家自然科学基金资助项目（１０７７２０６８）
吴家鸣（１９５７－），男，博士，教授，主要从事船舶与海洋工程水动力学研究。
万方数据
