【摘 要】
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随着海洋探索进程的不断深入和发展,水下潜器系统的相关研究与水下作业领域的发展息息相关,因此对水下潜器系统的了解和研究是进行海洋探索不可或缺的关键一步,有着重要意义。水下潜器系统的航行特性是水下潜器系统设计和研发过程中的重要部分,直接影响实际工作状态,因此需要针对水下潜器系统航行特性的研究提出一种与工程实际相符合的研究方法。为从工程实际出发研究水下潜器系统的实际航行特性,本文基于计算流体力学（CFD
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（编号 51979110）
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随着海洋探索进程的不断深入和发展,水下潜器系统的相关研究与水下作业领域的发展息息相关,因此对水下潜器系统的了解和研究是进行海洋探索不可或缺的关键一步,有着重要意义。水下潜器系统的航行特性是水下潜器系统设计和研发过程中的重要部分,直接影响实际工作状态,因此需要针对水下潜器系统航行特性的研究提出一种与工程实际相符合的研究方法。为从工程实际出发研究水下潜器系统的实际航行特性,本文基于计算流体力学（CFD）理论,使用水下潜器系统整体结构建模方法,采用重叠网格和滑移网格相结合的混合网格技术,在已有研究基础上建立了一种能够对水下潜器系统空间航行进行直接模拟计算、符合实际工程环境且具有良好的适用性的数值计算模型,并对水下潜器-螺旋桨耦合动力学关系及航行特性进行了数值模拟,开展了水下潜器系统在工程实践典型工况下航行特性的研究。本文所完成的工作如下:（1）以在多种场景进行研究得到的结论为基础,建立了一种适用性良好的数值计算模型;（2）通过数值计算模型计算得到的数据完成了对水下潜器系统中作为推进系统的导管螺旋桨的水动力特性分析,作为推进系统选型依据;（3）建立了水下潜器系统整体航行状态的动力学平衡方程组;（4）分析了水下潜器系统在空间六自由度直线航行和空间六自由度回转运动过程中的航行规律特性及流场流速、重心位置等因素对航行特性的影响。各项结果证明构建数值计算模型模拟得到的结果能够较完整全面地反映水下潜器系统的航行特性规律。本文构建的研究方法为增进对水下潜器系统航行特性的了解提供了一种手段,所得到的计算结果可在水下潜器系统设计阶段为设计研发人员提供有效的参考依据,从而有利于设计出结构更合理,操纵性能优良的水下潜器系统方案。
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