四体无人艇的片体布局优化

摘要

针对四体无人艇的航行阻力性能受其分布式片体横、纵间距耦合影响的问题，通过综合对比多种片体布局方案在不同航速工况下的阻力系数，对自主设计的四体无人艇的片体布局进行优化。首先，构建多种布局方案，基于计算流体力学数值模拟方法与Fluent求解器对其三种航速工况下的静水阻力系数进行对比分析；其次，设计综合阻力系数评价函数，选取阻力性能最优的片体布局方案；最后，通过对比优化前后的航行兴波高度与片体表面压力进一步验证布局优化对整船航行效果的改善作用。仿真结果表明，片体的纵间距是影响整船航行阻力的主要因素，片体布局优化后的综合阻力系数较优化前减小约12.9%,并且能够有效减小无人艇的航行兴波高度与片体表面压力。

关键词

四体无人艇 / 片体布局优化 / 计算流体力学(CFD) / Fluent求解器

基金资助

国家高层次人才支持计划项目(SQ2022QB00329); 国家自然科学基金资助项目(U23A20680;52271306); 国防基础科研计划一般项目基础前沿寻宝项目(JCKY2022410C013); 辽宁省“兴辽英才计划”领军人才项目(XLYC2202005); 大连市科技创新基金重大基础研究项目(2023JJ11CG009); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(3132023501)