文档介绍：江苏科技大学
本科毕业设计(论文)
学院南徐学院
专业船舶与海洋工程
学生姓名
班级学号船海2班
指导教师
二零一一年六月
江苏科技大学本科毕业论文
水下圆形横截面无人艇性能综合评估分析
Comprehensive evaluation and analysis of the properties of the rounded autonomous underwater vehicle
目录
目录 6
第1章绪论 8
8
8
8
UUV国内现状 13
水下潜行器的技术挑战 14
论文的研究目的与意义 20
论文的主要内容 20
第2章水下圆形横截面无人艇模型设定 22
引言 22
船体阻力 22
23
主尺度 23
本章小结 24
第3章 Gambit建模和Fluent软件计算 25
Fluent软件介绍 25
Gambit软件建模 26
建立模型 26
定义边界 30
30
FLUENT求解器设置 30
计算结果 32
本章小结 34
第4章 综合优化算法的构造与选择 35
引言 35
遗传算法 35
遗传算法基本原理 35
遗传算法的特点 35
遗传算法计算流程 36
遗传算法的应用现状 36
38
第5章 无人艇的综合优化数学模型 39
引言 39
水下无人艇流体动力学性能优化数学模型 39
流体动力学性能优化设计变量 39
流体动力学性能优化目标函数 39
流体动力学性能优化约束条件 39
本章小结 40
第6章无人艇的综合性能评估分析 41
41
综合性能评估模型 41
综合评估分析变量 41
建立权数集 42
43
本章小结 43
结论 44
致谢 45
参考文献 46
第1章绪论
无人水下潜行器UUV(underwater unmanned vehicle)是可移动水下探测和水下作业设备的统称。
军事用途的UUV可以作为潜艇自卫和进攻的手段。由潜艇投放的UUV可进行水下监视、探测敌水雷场、跟踪和消灭敌潜艇;UUV还可作为潜艇远距离航行时的通信中续站,增加潜艇的生存能力;另外,UUV可作为诱饵将敌潜艇诱至埋伏区,然后协同围歼之。作为反水雷区绘制雷区图以引导己方舰艇安全通过雷区,UUV可为己方雷区提供巡航保护,防止被敌方破坏;许多国家的猎雷舰艇已安装的由ROV与炸药相结合组成的猎雷具是灭雷的有效手段。
UUV的民用范围也很广泛,是人类开发海洋不可或缺的重要工具,其主要任务是进行深海研究和开发,进行海洋生物、物理、化学和地质考察活动、海底资源勘查采集样品、铺设安装水下管道、检测和排除水下仪器设备故障等。
UUV的最初研究的是载人水下潜行器(ROV),最近20年的研究重点是发展自主式水下潜行器(AUV)。ROV具有一个大脑(人类操作员)连接着一个长的脐带和液压源的特点,而AUV则需要自己带有脑的动力源和大脑。直到80年代末,随着各种技术的突飞猛进,自主式水下航行体(AUV)得到了大力发展,在水下作战和作业时更加灵活。
与此同时,潜艇被越来越多地应用于近海海域联合作战,对于价格昂贵的常规潜艇及核潜艇来说:即使是在水深100m以上的近海活动,很容易被敌方反潜兵力发现和攻击。海军又需要隐形的无人驾驶系统到传统的海上力量无法到达的地方收集情报和攻击目标。当时军事上需要考虑使用无人驾驶系统,以提高质量和降低费用。在这种情况下,无人水下潜行器便脱颖而出。迄今,世界上共有10多个国家开发了几十种不同类型的
UUV,已有近千艘UUV先后应用于商业和军事领域。
美国高级研究计划局提出将组建世界第一只水下无人舰队,并计划发展便携式和巨型等级别的UUV,先后推出了“蔓塔”(Manta)、近程远程水雷侦察系(NMRS/LMRS)、海底滑行者”、REMUS“海马”、“海神之子”等多个型号的UUV。
图1-1 美海军反潜除雷UUV
目前,美海军UUV发展已显现出“无人”、“模块化”和“智能化”三大亮点,也说明新的无人机设计理念和制造技术一起移植到UUV开发上取得了成效。
水