水下自重构机器人Kane动力学建模方法

针对水下自重构机器人构形多变且外部环境复杂等特点,提出了一种通用的、基于构形描述及Kane动力学的建模方法.利用图论中关于拓扑结构的描述方法,建立水下自重构机器人多种拓扑构形的统一数学表达,再结合Kane方法,在模型中加入水下各种外部环境作用力,最终建立封闭的水下自重构机器人运动方程.通过典型构形的建模实例,证明了该方法的可应用性和有效性.
     

水下航行器海流发电装置叶轮的数值仿真

针对水下航行器航行过程中的能源补给问题,设计了一种用于水下航行器的垂直轴海流发电装置.为探索稳定海流中发电装置叶轮的受力特性和功率输出特性,利用滑移网格技术对叶轮流场进行了二维非定常数值仿真,结果与实验数据较为吻合.针对4叶片和3叶片叶轮分析了叶轮旋转速度ω和叶片翻转角θ对叶轮发电性能的影响,结果表明,3叶片叶轮最大输出功率要高于4叶片叶轮,展长为1 m的3叶片叶轮在v∞=1 m/s、θ=120°和ω=0.3 rad/s时获得最大平均输出功率29.33 W.分析了3叶片叶轮在来流v∞=1 m/s下速度场的基本特点,为实际的设计安装工作提供了预测和指导.     

UUV内、外环肋加强耐压壳体强度与稳定性分析

在限定最大外径为534mm的条件下,利用数学模型理论计算和Ansys数值仿真计算两种方法对水下航行器(UUV)环肋加强圆柱耐压薄壳进行了强度及稳定性分析,得到了内、外肋骨形式的径向位移、应力值和失稳临界压力,并对内、外肋骨形式的结果进行了分析比较.在此基础上,计算了壳体直径对强度及稳定性的影响情况并对扣除直径影响的内、外肋骨加强形式的强度及稳定性进行了分析比较.分析结果表明,在一定外压下,内肋骨有较强的应力集中现象,外肋骨形式的强度及稳定性较好;但是,在除去壳板最大直径限制的影响后发现,内肋骨和外肋骨形式的强度及稳定性相差较小,外肋骨形式并没有明显的优势.     

水下分流河道单砂体剩余油分布规律与挖潜对策

依据层次分析法,对升平油田葡萄花油层葡Ⅰ油组水下分流河道单砂体的层次及平面展布形态进行研究,并通过油藏工程分析及数值模拟,研究各类单砂体的剩余油分布规律、影响因素及相应的挖潜对策。结果表明:研究区单砂体相当于复合河道砂体层次,可分为连片式、交切条带式、孤立条带式3种展布样式,单砂体宽度和厚度逐次降低;砂体越连片,厚度越大,受平面非均质性和沉积韵律影响越严重;砂体越分散,厚度越小,受注采不完善影响越严重;高含水期的剩余油挖潜对策为连片式砂体调整为五点法注采井网,交切条带式调整为枝状分散河道注水、交切区采油的注采井网,孤立条带式调整为点状交错注采井网,同时注水井采用周期注水方式,采油井采取放大生产压差提液,对薄差砂体部位的水井实施酸化改造,油井实施压裂改造。     

基于误差空间的UUV三维鲁棒跟踪控制研究

针对水下无人航行器(UUV)系统存在非线性和不确定性的特点,采用基于误差空间理论的跟踪控制方法,进行UUV在复杂海洋环境以及自身工作状态和模块配置变化时的空间跟踪控制问题研究. 以海浪干扰下的深度跟踪控制仿真实验分析该控制方法的鲁棒性. 该控制方法的理论基础是结合被跟踪平台的动态过程,以被跟踪平台和跟踪平台的空间误差为状态空间的状态量组成误差空间系统. 由于融合了被跟踪平台的动态过程和跟踪误差,跟踪精度和跟踪能力增加,同时系统的鲁棒性也增强.      

激光水下PPM通信时隙同步器

给出了一种新的用于激光水下通信的时隙同步器，分析了该同步器的工作原理和性能指标；给出了测试结果。该时隙同步器结构简单、捕捉速度快、抗噪声性能好，可以满足信号检测与解调单元的要求。     

翠鸟捕鱼精彩瞬间

摄影师们在德国中部地区拍摄到一组翠鸟钻穿冰层捕鱼的照片。随着一袭耀眼的蓝光，翠鸟像火箭一样穿过冰层潜入水下，为了达最高速度（入水瞬间可达100公里／小时），它收起了双翼。翠鸟每天需要捕捉大约80条小鱼作为食物。因而要复潜入水下捕捉，每次当它破冰而出在空中拍打双翼时，嘴中或脚爪上总有收获。这样就保证了它自己的一日三餐。     

一种新型水下航行器半实物仿真系统的实现

针对水下航行器控制系统高精度仿真的需要,给出了由AD/RTS仿真机、三轴转台、水压仿真器和视景仿真工作站组成的仿真系统的总体设计,完成了由反射内存实时网络互连的三个平台的实时通信程序开发,研究了Simulink和C/C 混合编程技术并建立了航行器模块化仿真模型,已完成了系统调试。结果表明,该仿真系统满足了仿真实时性要求,对于水下航行器研制具有重要的应用价值。