在自动水下车辆 (AUV) 中提高水力动力效率,使用辅助方法和适当的直角分解
Shorob Alam Bhuiyan1, Md Jahid Hasan2, Md Araful Hoque3
1Department of Mechanical, Aerospace, and Nuclear Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York, United States of America.
研究人员使用辅助技术和正确直角分解 (POD) 优化了自动水下车辆 (AUV). 这大大减少了阻力,提高了AUV在海洋勘探和研究中的功率效率.
科学领域:
- 海洋工程 海洋工程
- 流体动力学 流体动力学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 高性能自动水下车辆 (AUV) 对于海上矿产开采和海洋研究至关重要.
- 使用附加技术优化空中和陆地车辆的优化是先进的,但AUV优化滞后.
- 需要提高AUV的水力动力效率,以提高在海洋环境中的性能.
研究的目的:
- 提高自动水下车辆 (AUV) 的水力动力效率.
- 为了最大限度地减少AUV的拖动力,通过将附加方法专门应用于AUV的机翼.
- 为了利用正确的直角分解 (POD) 进行增强的流场分析.
主要方法:
- 采用基于梯度的辅助技术来优化机翼几何.
- 使用Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 模型进行计算流体动力学 (CFD) 模拟.
- 应用正确直角分解 (POD) 来分析主导的流量模式.
主要成果:
- 在各种速度 (0.5m/s至2m/s) 中实现了显著的阻力减小.
- 机翼几何学的9%的变化导致了在1m/s (98.91N到90.17N) 时降低了9%的阻力.
- 在2m/s时,阻力降低了17% (386.34N至320.90N),功耗提高了20.25%.
结论:
- 辅助技术有效地减少了AUV机翼的阻力,提高了水力动力效率.
- POD分析提供了对流动模式的更深入的洞察,有助于改进模拟.
- 优化的AUV设计为海洋应用提供了可观的节能和改进的操作能力.
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