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內(nèi)容簡介

操縱性是自主水下航行器(AUV)的重要性能指標(biāo)之一，它代表了AUV保持和改變運(yùn)動狀態(tài)的能力?！蹲灾魉潞叫衅鞑倏v性》建立AUV操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型，分析流體動力計(jì)算方法，介紹操縱性分析方法；分別針對回轉(zhuǎn)體型AUV、撲翼推進(jìn)型AUV和翼身融合水下滑翔機(jī)的操縱特點(diǎn)，進(jìn)行操縱性仿真分析；建立在海流和波浪影響下的六自由度操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型，仿真分析海洋環(huán)境對操縱性的影響；建立AUV拖曳系統(tǒng)的動力學(xué)方程，并以AUV拖曳拖纜和水下滑翔機(jī)駐留系統(tǒng)兩種不同特點(diǎn)的水下多體系統(tǒng)為例，分析拖曳系統(tǒng)對AUV操縱性的影響。

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 AUV分類 1
1.2 AUV研究現(xiàn)狀 3
1.3 AUV操縱性研究 8
1.4 本書主要內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 10
第2章 AUV操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 12
2.1 坐標(biāo)系與參數(shù)描述 12
2.1.1 坐標(biāo)系的選取 12
2.1.2 參數(shù)描述 13
2.1.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣 13
2.2 AUV六自由度操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 15
2.2.1 運(yùn)動學(xué)方程 15
2.2.2 動力學(xué)方程 19
2.2.3 AUV受力分析 22
2.2.4 六自由度操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 27
參考文獻(xiàn) 27
第3章 流體動力計(jì)算與試驗(yàn) 28
3.1 流體動力計(jì)算方法概述 28
3.1.1 面元法和邊界層理論 29
3.1.2 流體動力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 32
3.2 流體動力計(jì)算的CFD方法 40
3.2.1 流動基本方程 41
3.2.2 常用離散格式及流場數(shù)值計(jì)算簡介 44
3.2.3 湍流模擬方法與湍流模型 46
3.2.4 動參考系模型 49
3.2.5 動網(wǎng)格技術(shù) 50
3.2.6 翼身融合水下滑翔機(jī)的流體動力數(shù)值計(jì)算 52
3.2.7 AUV在極限流域中運(yùn)動的流體動力數(shù)值計(jì)算 65
3.3 流體動力試驗(yàn) 80
3.3.1 位置力 81
3.3.2 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù) 91
3.3.3 附加質(zhì)量 95
參考文獻(xiàn) 100
第4章 操縱性分析 101
4.1 縱向運(yùn)動的操縱性分析 101
4.1.1 縱向運(yùn)動擾動方程 101
4.1.2 特征方程 103
4.1.3 運(yùn)動參數(shù)的傳遞函數(shù) 104
4.1.4 階躍操舵條件下縱平面運(yùn)動參數(shù)的過渡函數(shù) 104
4.1.5 K-T分析 108
4.1.6 縱向運(yùn)動參數(shù)的頻率特性 110
4.1.7 算例分析 110
4.2 橫向-橫滾運(yùn)動的操縱性分析 114
4.2.1 橫向-橫滾運(yùn)動的擾動方程 114
4.2.2 特征方程 117
4.2.3 運(yùn)動參數(shù)的傳遞函數(shù) 118
4.2.4 階躍操舵條件下運(yùn)動參數(shù)的過渡函數(shù) 119
4.2.5 K-T分析 121
4.2.6 算例分析 122
參考文獻(xiàn) 125
第5章 操縱性仿真 126
5.1 回轉(zhuǎn)體型AUV操縱性仿真 126
5.1.1 動力定位模型的建立 126
5.1.2 動力定位下AUV操縱性仿真 136
5.1.3 動力定位系統(tǒng)和鰭舵系統(tǒng)共同作用下AUV操縱性仿真 138
5.2 撲翼推進(jìn)型AUV操縱性仿真 140
5.2.1 撲翼運(yùn)動方式研究 140
5.2.2 撲翼推進(jìn)推力特性研究 142
5.2.3 撲翼推進(jìn)型AUV操縱性能研究 150
5.3 水下滑翔機(jī)操縱性仿真 153
5.3.1 水下滑翔機(jī)簡介 153
5.3.2 水下滑翔機(jī)操縱運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 154
5.3.3 運(yùn)動仿真計(jì)算 159
參考文獻(xiàn) 164
第6章 海洋環(huán)境對操縱性的影響 166
6.1 海流對操縱性的影響 166
6.1.1 海流對AUV運(yùn)動影響的數(shù)學(xué)模型 166
6.1.2 海流對AUV操縱性影響的數(shù)值仿真 170
6.2 波浪對操縱性的影響 175
6.2.1 波浪對AUV運(yùn)動影響的數(shù)學(xué)模型 175
6.2.2 波浪對AUV操縱性影響的數(shù)值仿真 190
6.3 海流和波浪同時(shí)作用對AUV操縱性的影響 196
6.3.1 海流對波浪的影響 196
6.3.2 海流和波浪同時(shí)作用下AUV操縱性仿真計(jì)算 197
參考文獻(xiàn) 199
第7章 拖曳系統(tǒng)對AUV操縱性的影響 200
7.1 多體動力學(xué)理論 200
7.1.1 牛頓-歐拉方程 200
7.1.2 達(dá)朗貝爾原理 201
7.1.3 Kane方法 201
7.1.4 柔性多體系統(tǒng)動力學(xué) 203
7.1.5 多體系統(tǒng)動力學(xué)的數(shù)值解法 205
7.2 纜索動力學(xué)模型的建立 207
7.2.1 纜索運(yùn)動姿態(tài)研究方法 207
7.2.2 坐標(biāo)系建立 208
7.2.3 動力學(xué)模型 210
7.2.4 邊界條件 212
7.2.5 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 213
7.2.6 數(shù)值求解 213
7.3 拖纜對AUV操縱性的影響 213
7.3.1 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動數(shù)學(xué)模型的建立 213
7.3.2 拖纜運(yùn)動的邊界條件 214
7.3.3 節(jié)點(diǎn)初值計(jì)算 215
7.3.4 拖曳系統(tǒng)運(yùn)動仿真分析 219
7.4 錨鏈對水下滑翔機(jī)操縱性的影響 223
7.4.1 水下滑翔機(jī)駐留過程多體系統(tǒng)耦合運(yùn)動模型的建立 224
7.4.2 仿真求解方法 241
7.4.3 運(yùn)動仿真分析 244
參考文獻(xiàn) 251

• 信息來源：科學(xué)出版社。

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