自主前進式剖面潛標運動機理研究.pdf

1、自沉浮式剖面探測浮標和水下滑翔機是目前應用較為廣泛的兩種海洋潛器，他們具有能耗小，續(xù)航能力強等特點，充分適應了當前對于海洋原位探測的需要。這兩種水下航行器沒有螺旋槳等傳統(tǒng)推進裝置，通過浮力調(diào)節(jié)來驅動自身運動，在沉浮運動中獲得海水的溫度、鹽度、溶解氧等海洋數(shù)據(jù)。
　　自沉浮式剖面探測浮標在海洋中通過自主沉浮，以及洋流作用下的水平運動進行水下作業(yè)。水下滑翔機在浮力調(diào)節(jié)的同時進行姿態(tài)調(diào)整，利用機體兩側的滑翔翼在水下呈鋸齒狀滑翔前進。自沉

2、浮式剖面探測浮標因其能量只消耗在浮力調(diào)節(jié)上而具有強大的續(xù)航能力，因此本文按照自沉浮式剖面探測浮標結構，參考水下滑翔機推進原理，提出一種新型的自主前進式剖面潛標結構，并針對其結構設計與運動機理進行分析。
　　文章提出自主前進式剖面潛標樣機設計方案，利用三維制圖軟件設計結構外形，從耐壓殼體設計、浮力調(diào)節(jié)設計、擺翼設計和其他硬件選用四個方面進行闡述，制作出原理樣機并進行水池試驗。
　　針對課題研究的自主前進式剖面潛標提出一個普適的

3、動力學模型。進行模型參數(shù)化，闡述潛標的幾何質(zhì)量特征和運動特性之間的關系，得到其動力學方程。進一步分析得到其垂直剖面下的動力學方程和定常直線運動的平衡方程，對垂直剖面下的潛標姿態(tài)穩(wěn)定和效率進行分析。在改變潛標幾何參數(shù)、運動參數(shù)以及浮力調(diào)節(jié)參數(shù)的情況下，利用計算流體力學分析的方法對潛標的受力規(guī)律、運動效率特征和運動特征進行分析，為結構優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　本文對于自主前進式剖面潛標樣機的水池試驗和準備試驗進行了介紹，同時文章分析了在