矢量喷水推进水下球形机器人阻力性能分析

摘要

为分析矢量喷水推进水下球形机器人水动力学特性，确定球形机器人的典型水动力参数，依据牛顿-诺拉方程建立球形机器人的6自由度动力学模型；针对球形机器人偏航和水平两种运动的矢量推进特性，分别建立球形机器人外伸喷嘴对偏航和水平运动时阻力系数的响应模型，采用数值模拟方法对两种运动状态进行仿真计算和分析.结果表明：水下球形机器人在1～4 m/s速度航行时，流体域均成紊流状态，其所受阻力主要由压差阻力和黏性阻力构成，两者均随速度的增大而增大，且压差阻力明显大于黏性阻力，阻力系数仿真值与理论值的误差为3%,计算结果可为水下机器人设计提供一定的理论参考.

关键词

矢量喷水推进 / 球形机器人 / 水动力 / 仿真分析