《舰船科学技术》

文章标题:水下滑翔机滑翔运动特性研究

文章作者:冯战豪, 潘亚勇, 林锋, 余祖耀
关 键 字:水下滑翔机;滑移网格技术;动网格技术;6自由度;滑翔经济性
文章摘要:水下滑翔机的滑翔运动受多因素影响,轨迹多呈“之”字形。为探究重浮力差和重浮心距离对其滑翔运动及经济性的影响,采用滑移网格、动网格技术与6自由度(6DOF)方法开展非稳态数值仿真,定义“水平速度/垂直速度”为经济性核心指标(表征单位垂直位移的水平推进效率)。船池拖曳试验验证表明,速度≤6 m/s时阻力误差最大6.41%,满足工程精度。研究显示,重浮力差增大使攻角单调增大,重心前移则使其单调减小;重心前移0.2%L(总长)时,重浮力差超1.2%G(总重力)会导致攻角从7.095°跃增至23.188°,经济性显著恶化。通过力矩平衡揭示大攻角力矩失衡机理,确定最佳下潜工况为1.2%G重浮力差、0.2%L重心前移,此时经济性达2.49(最优)。研究为水下滑翔机运动预报与设计优化提供理论依据。