1、海洋是未來人類生存和發(fā)展的寶庫,海洋資源開發(fā)如火如荼,載人深潛器是海洋資源開發(fā)的有力工具。世界各國都有自己的海洋開發(fā)計劃,各種類型的載人深潛器層出不窮,幾個發(fā)達國家都具有了可以下潛至6000米深海的多功能載人深潛器。我國“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器已可下潛3700多米,標志著我國在深海潛水器領(lǐng)域的自主研發(fā)能力和海洋基礎(chǔ)科學(xué)能力方面取得了世人矚目的成就。穿梭潛器是載人深潛器的一種類型,其主要目的是運送物資和人員快速到達指定深海位置。
　　

2、 穿梭潛器不同于一般潛艇,復(fù)雜多變的體型和靈活的操縱運動是其主要特點,本文針對某復(fù)雜構(gòu)型的穿梭潛器,進行了水動力特性的試驗研究和水動力特性的數(shù)值模擬研究,并進行了操縱運動仿真,為該型穿梭潛器的水動力設(shè)計提供了可靠依據(jù),對將來其他類型潛水器的設(shè)計和水動力研究也具有重要的意義。
　　 本文的主要貢獻和創(chuàng)新如下:
　　 1.利用循環(huán)水槽和平面運動機構(gòu)通過物理模型試驗的方法對穿梭潛器的水動力進行了測試,分析了附體位置不同時水動力

3、的變化規(guī)律,為該型穿梭潛器附體位置的優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。
　　 2.采用數(shù)值水池技術(shù)和Fluent軟件對穿梭潛器實現(xiàn)了大攻角和大漂角的拖曳試驗和旋轉(zhuǎn)臂試驗,測定了慣性水動力系數(shù)和粘性水動力系數(shù)。利用完成的物理模型試驗結(jié)果驗證了數(shù)值模擬方法的合理性,提出了分區(qū)的數(shù)值拖曳水池模型和基于參考系相對運動的數(shù)值旋轉(zhuǎn)臂水池模型,節(jié)省了大量的劃分網(wǎng)格時間,提高了模擬效率。
　　 3.采用物理模型試驗和數(shù)值模擬的方法同時對該型復(fù)雜構(gòu)型穿

4、梭潛器的慣性類水動力進行了測試,數(shù)值模擬中使用了基于勢流面元法、無粘和粘性的求解器,通過對比物理模型試驗的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)采用粘性流求解器計算得到的附加質(zhì)量與試驗結(jié)果最為接近。
　　 4.根據(jù)物理模型試驗流程和數(shù)值模擬過程的比較,分析不同數(shù)值模擬所得水動力結(jié)果的變化規(guī)律,針對穿梭潛器操縱運動的特征建立了水動力的平方項模型,該模型水動力方程表述簡潔,具有快速測算水動力的特點,系數(shù)測算效率比常規(guī)試驗的數(shù)值模擬測算效率提高了6倍。