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自治水下航行器(AUV:Autonomous Underwater Vehicle)是一种在复杂海洋环境下执行勘探、探测、反鱼雷等任务的智能化平台,可较好的满足科研、军事、商业等需求。海洋环境瞬息万变,存在洋流、密度(温度、盐度)跃层、波浪等现象,对水下航行器的运动性能会产生重要影响,而AUV执行工作任务时多处于直航状态,因此分析AUV在受到各种侧向流干扰下的运动性能有重要意义和价值,并在此基础上计算AUV不同结构特征在侧向流干扰下的运动性能。最终结果可为其结构设计提供依据。本文利用计算流体力学的动网格技术提出了六自由度(6-DOF)仿真计算方法。具体研究成果如下:研究了AUV在无洋流干扰下的直航性能。建立其几何模型,在ICEM中划分四面体网格,导入FLUENT中进行有限元计算。基于6-DOF方法,通过加载UDF(User Defined Function)函数来赋予AUV的质量属性,通过设置合适的重浮心距离,成功实现了AUV的稳定直航运动。研究了AUV在侧向流干扰下的运动性能和粘性流场特性。结合采用RANS方程和标准k-?湍流模型,求解了AUV在侧向流干扰下的非定常粘性流场和位姿变化状况。仿真AUV在不同侧向流大小、不同侧向流方向的运动性能,通过分析AUV重心轨迹、姿态角、流体力、流体力矩以及压力云图、速度云图等,探讨了不同侧向流对AUV运动性能的影响。研究了具有不同结构特征的AUV在侧向流作用下的运动性能和位姿变化状况。当主体外形确定后,AUV的结构特征主要包括尾翼布局方式、尾翼安装位置、尾翼大小、不同重浮心距离分布。结果表明,X 45?-型尾翼分布方式在受到侧向流干扰时,可保持较好的运动性能;尾翼安装位置为L/L?=0.0736(L?为尾翼根部到AUV壳体末端的距离,L为AUV全长)时,AUV有相对良好的运动性能;尾翼过小时,会引起AUV的横滚、俯仰运动剧烈;不同重浮心距离的分布对AUV运动性能影响很大,是设计初期重要的考察因素。计算结果可为AUV结构设计、控制器设计等提供理论参考和依据。