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自主水下机器人极近海底直航运动性能预报
1
作者
吴利红
李超
+4 位作者
刘社文
封锡盛
李硕
阎述学
曾俊宝
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第6期1047-1053,共7页
针对自主水下机器人极近海底航行的可行性和安全性问题,本文采用坐标转换法和移动网格法对不同极近海底距离、不同航速的自主水下机器人直航运动进行水动力预报。数值结果表明:自主水下机器人在极近海底壁面附近航行时,海底会对自主水...
针对自主水下机器人极近海底航行的可行性和安全性问题,本文采用坐标转换法和移动网格法对不同极近海底距离、不同航速的自主水下机器人直航运动进行水动力预报。数值结果表明:自主水下机器人在极近海底壁面附近航行时,海底会对自主水下机器人产生复杂的“坐底”效应。移动网格法相对坐标转换法,自主水下机器人的阻力偏小。随着间隙变小,移动网格法能预报垂向力由吸力变为斥力,艉倾变为埋艏的动态过程,而坐标转换法则不能。这种差异源于2种方法采用了不同的坐标系、产生的不同边界层厚度,以及流体的惯性量大小。当间隙小到边界层影响范围内,移动网格法更适合模拟极近海底操纵运动,为这种工况下的安全航行提供技术保障。
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关键词
自主水下机器人
海底
坐标转换法
移动网格法
直航
坐底效应
水动力
计算流体力学
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职称材料
波动鳍极地两栖机器人近壁区鳍面运动仿真研究
2
作者
黄鑫迪
刘铁军
阎述学
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第20期94-99,共6页
随着北极海冰消融,北极的战略地位日益凸显,而两栖机器人在极地极端环境中具有广阔的应用前景。本文提出一种波动鳍极地两栖机器人概念样机,并建立波动鳍结构及运动学模型。针对近冰底观测任务,将波动鳍分为水平摆动和垂直摆动2种运动模...
随着北极海冰消融,北极的战略地位日益凸显,而两栖机器人在极地极端环境中具有广阔的应用前景。本文提出一种波动鳍极地两栖机器人概念样机,并建立波动鳍结构及运动学模型。针对近冰底观测任务,将波动鳍分为水平摆动和垂直摆动2种运动模式,通过数值仿真方法探究了波动鳍在近壁区不同运动模式下受力、压强以及涡量场的变化规律。结果表明,水平摆动的波动鳍离壁面越近,升力越大,且存在临界幅值,幅值高于临界值时,推力随之减小;幅值低于临界值时,推力随之增加。垂直摆动的波动鳍离壁面越近,推力越小,负升力越大。波动鳍推力和升力的变化原因是鳍面与壁面之间空间的变化,改变了流体流动结构,从而改变了波动鳍周围的压力场和涡量场。
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关键词
极地
两栖机器人
波动鳍
近壁区
水动力特性
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职称材料
题名
自主水下机器人极近海底直航运动性能预报
1
作者
吴利红
李超
刘社文
封锡盛
李硕
阎述学
曾俊宝
机构
大连海事大学船舶与海洋工程学院
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第6期1047-1053,共7页
基金
国家重点研发计划(2021YFC2801102)
广东省重点领域研发计划(2020B1111010004)
+1 种基金
辽宁省自然科学基金项目(2020-KF-12-05)
机器人重点实验室项目(2024-O13,2023-O15)。
文摘
针对自主水下机器人极近海底航行的可行性和安全性问题,本文采用坐标转换法和移动网格法对不同极近海底距离、不同航速的自主水下机器人直航运动进行水动力预报。数值结果表明:自主水下机器人在极近海底壁面附近航行时,海底会对自主水下机器人产生复杂的“坐底”效应。移动网格法相对坐标转换法,自主水下机器人的阻力偏小。随着间隙变小,移动网格法能预报垂向力由吸力变为斥力,艉倾变为埋艏的动态过程,而坐标转换法则不能。这种差异源于2种方法采用了不同的坐标系、产生的不同边界层厚度,以及流体的惯性量大小。当间隙小到边界层影响范围内,移动网格法更适合模拟极近海底操纵运动,为这种工况下的安全航行提供技术保障。
关键词
自主水下机器人
海底
坐标转换法
移动网格法
直航
坐底效应
水动力
计算流体力学
Keywords
autonomous underwater vehicle(AUV)
seabed
coordinate transformation method
moving mesh method
straight motion
squat effect
hydrodynamics
computational fluid dynamics(CFD)
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
波动鳍极地两栖机器人近壁区鳍面运动仿真研究
2
作者
黄鑫迪
刘铁军
阎述学
机构
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第20期94-99,共6页
基金
工业和信息化部高技术船舶科研项目(CBG2N21-2-1)。
文摘
随着北极海冰消融,北极的战略地位日益凸显,而两栖机器人在极地极端环境中具有广阔的应用前景。本文提出一种波动鳍极地两栖机器人概念样机,并建立波动鳍结构及运动学模型。针对近冰底观测任务,将波动鳍分为水平摆动和垂直摆动2种运动模式,通过数值仿真方法探究了波动鳍在近壁区不同运动模式下受力、压强以及涡量场的变化规律。结果表明,水平摆动的波动鳍离壁面越近,升力越大,且存在临界幅值,幅值高于临界值时,推力随之减小;幅值低于临界值时,推力随之增加。垂直摆动的波动鳍离壁面越近,推力越小,负升力越大。波动鳍推力和升力的变化原因是鳍面与壁面之间空间的变化,改变了流体流动结构,从而改变了波动鳍周围的压力场和涡量场。
关键词
极地
两栖机器人
波动鳍
近壁区
水动力特性
Keywords
polar
amphibious robot
undulating fin
near-wall region
hydrodynamic characteristics
分类号
U661.3 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
自主水下机器人极近海底直航运动性能预报
吴利红
李超
刘社文
封锡盛
李硕
阎述学
曾俊宝
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
波动鳍极地两栖机器人近壁区鳍面运动仿真研究
黄鑫迪
刘铁军
阎述学
《舰船科学技术》
北大核心
2024
0
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