基于重叠网格的潜艇操纵性水动力计算

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作者 刘富源 汪磊 《船海工程》 北大核心 2025年第4期85-90,25,共7页

为找到获取相应水动力系数的最佳方法,应用重叠网格技术,使用商业软件STAR-CCM+数值模拟全附体SUBOFF潜艇模型的斜航试验、平面运动机构试验(PMM试验)和旋转臂试验。结果表明,斜航和旋转臂试验获得的粘性类水动力系数误差较小,用时较长... 为找到获取相应水动力系数的最佳方法,应用重叠网格技术,使用商业软件STAR-CCM+数值模拟全附体SUBOFF潜艇模型的斜航试验、平面运动机构试验(PMM试验)和旋转臂试验。结果表明,斜航和旋转臂试验获得的粘性类水动力系数误差较小,用时较长。PMM试验获得的粘性类水动力系数误差较大,惯性类水动力系数精度较高,总体用时较短。在潜艇转向过程中,艇体周围流场发生严重的流动分离,是导致部分水动力系数误差较大的主要原因。研究表明,基于重叠网格方法可以良好地捕捉潜艇运动时流场的分布特征,可以作为获取潜艇操纵性水动力系数的方法。 展开更多

关键词 潜艇操纵性 水动力系数 斜航试验 pmm试验 旋转臂试验

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基于体积力法的全附体KCS型船模PMM运动数值模拟 被引量：8

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作者 王慧婷 毕毅 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第4期29-37,66,共10页

为高效、精确地求解船舶操纵水动力导数,以全附体KCS型船模为研究对象,基于RANS方程及VOF模型,在star-ccm+平台上采用体积力法模拟螺旋桨作用,计及自由面兴波及航行姿态变化对船模水动力的影响,开展斜航、纯艏摇、漂角和艏摇组合3种平... 为高效、精确地求解船舶操纵水动力导数,以全附体KCS型船模为研究对象,基于RANS方程及VOF模型,在star-ccm+平台上采用体积力法模拟螺旋桨作用,计及自由面兴波及航行姿态变化对船模水动力的影响,开展斜航、纯艏摇、漂角和艏摇组合3种平面运动机构(Planar Motion Mechanism,PMM)运动的数值模拟,将横向力Y、艏摇力矩N、横倾力矩K的数值模拟结果与试验结果进行对比,并依照PMM试验的动力学方程,通过最小二乘法拟合和傅立叶积分,将数值模拟结果与试验结果的时历曲线进行分析处理,求得操纵水动力导数。研究结果表明:该方法用于数值模拟PMM运动是可行的;求得的水动力导数中Y′vvv,N′vvv误差略大,其余水动力导数误差均在15%以内。 展开更多

关键词 体积力法 KCS船型 平面运动机构 水动力导数

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水下航行器水动力系数计算方法 被引量：17

3

作者 高婷 庞永杰 +1 位作者 王亚兴 陈庆龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期174-180,共7页

为了高效地求取水下航行器的水动力系数,本文提出了一种空间拘束运动模拟方法。该方法仅需一次算例就可求得方程中的全部水动力系数,在保证计算精度的同时极大地缩短了计算周期。为了验证该方法的准确性,利用航行器完成了平面机构运动... 为了高效地求取水下航行器的水动力系数,本文提出了一种空间拘束运动模拟方法。该方法仅需一次算例就可求得方程中的全部水动力系数,在保证计算精度的同时极大地缩短了计算周期。为了验证该方法的准确性,利用航行器完成了平面机构运动试验并模拟分析该试验的数值。2种计算流体动力学方法得到的水动力系数值接近。说明在设计初期,用空间拘束运动模拟方法代替现有的常规平面拘束运动数值模拟,快速求得设计艇型的水动力系数是可行的。此外,该方法的计算结果与水池试验数据的误差较小,进一步表明该方法的可行性。 展开更多

关键词 水动力系数 水下航行器 空间拘束运动 操纵性 计算流体力学 平面运动机构 水动力试验 高效

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限宽水域中船舶平面运动机构试验及水动力导数数值模拟 被引量：5

4

作者 刘晗 马宁 +1 位作者 邵闯 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期115-122,共8页

为探究有限宽度水域中大型船舶的水动力特性,基于计算流体力学(CFD)技术对限宽水域中的平面运动机构(PMM)试验进行数值模拟.在对有限水域宽度的PMM试验的动态模拟上,开发了混合动网格技术,数值计算结果与循环水槽PMM试验结果对比证明采... 为探究有限宽度水域中大型船舶的水动力特性,基于计算流体力学(CFD)技术对限宽水域中的平面运动机构(PMM)试验进行数值模拟.在对有限水域宽度的PMM试验的动态模拟上,开发了混合动网格技术,数值计算结果与循环水槽PMM试验结果对比证明采用该方法有效.继而模拟不同宽度水域中的PMM试验,分析船舶水动力随运动速度变化的关系.结果表明,限宽水域中水动力随运动速度变化的非线性特征更为显著,船舶操纵加速度导数增大,位置导数减小,旋转导数的绝对值有所增加,二阶非线性导数值变化较大. 展开更多

关键词 计算流体力学 限宽水域 混合动网格技术 平面运动机构试验 水动力导数

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作平面运动平底从动件盘形凸轮机构第Ⅱ类机构综合 被引量：11

5

作者 常勇 林荣富 李延平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期286-292,共7页

通过引入固定、浮动坐标系和支撑函数法,揭示瞬时一维直线区域和投影得到瞬时区间套,进而提出推程、回程和整程区间套等概念,给出了求解平底方位线容许选择区域、凸轮基圆半径r0许用取值范围的基本原理,推导得到求解计算的一整套通用解... 通过引入固定、浮动坐标系和支撑函数法,揭示瞬时一维直线区域和投影得到瞬时区间套,进而提出推程、回程和整程区间套等概念,给出了求解平底方位线容许选择区域、凸轮基圆半径r0许用取值范围的基本原理,推导得到求解计算的一整套通用解析公式,得到解存在性和存在性态的系列判据,解决了作平面运动平底从动件盘形凸轮机构的第Ⅱ类机构综合问题。 展开更多

关键词 盘形凸轮机构 平底从动件 平面运动 机构综合

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平面四杆机构刚体导引综合的小波特征参数法 被引量：6

6

作者 孙建伟 王鹏 +1 位作者 刘文瑞 褚金奎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期688-695,共8页

针对傅里叶级数理论不能进行非整周期刚体导引综合的问题,提出了基于Haar小波级数的解决方法,将早期提出的解决平面四杆机构轨迹综合问题的方法扩展到平面四杆机构的刚体导引综合中。通过对刚体转角和其对应基本尺寸型的连杆转角小波系... 针对傅里叶级数理论不能进行非整周期刚体导引综合的问题,提出了基于Haar小波级数的解决方法,将早期提出的解决平面四杆机构轨迹综合问题的方法扩展到平面四杆机构的刚体导引综合中。通过对刚体转角和其对应基本尺寸型的连杆转角小波系数进行分析,发现了二者的内在联系。在此基础上建立了101 408组基本尺寸型的平面四杆机构刚体导引输出特征参数数据库。将位置输出问题转化为平面四杆机构轨迹综合问题,并给出了计算平面四杆机构实际尺寸和机构安装位置参数的理论公式。利用建立的数据库和理论公式,实现了平面四杆机构非整周期刚体导引综合。以生产线上的输送工件的铰链四杆机构为例,证明了本文方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 刚体导引综合 数值图谱 平面四杆机构 小波系数 模糊识别

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平面型Hbot机构的运动控制算法 被引量：7

7

作者 丁承君 张鹏 +1 位作者 闫彬 赵泽羽 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期77-82,共6页

为更简便地实现对Hbot机构的运动控制,以Hbot结构3D打印机的X、Y平面为研究对象,对该结构进行运动分析,建立运动位移与步进电机运动之间的数学关系,得到机构的运动特性,并通过建立一个新的机构坐标系使运动分析简单化;根据机构运动特性... 为更简便地实现对Hbot机构的运动控制,以Hbot结构3D打印机的X、Y平面为研究对象,对该结构进行运动分析,建立运动位移与步进电机运动之间的数学关系,得到机构的运动特性,并通过建立一个新的机构坐标系使运动分析简单化;根据机构运动特性,引入布兰森汉姆(Bresenham)直线算法实现该机构的直线运动,并将梯形加减速算法与Bresenham算法相结合对机构进行直线运动的速度规划;最后提出一种对机构运动误差进行修正的简单方法.结合Matlab对实验结果进行仿真,结果表明:运用以上算法基本可实现对该机构运动控制与运动误差修正,修正之后运动误差保持在-0.0780 mm附近波动. 展开更多

关键词 平面型Hbot机构 运动控制 梯形加减速算法 Bresenham直线算法 运动误差修正 3D打印机

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一种具有可拓展性解空间的平面杆组机构运动综合方法 被引量：3

8

作者 朱立红 张良 +1 位作者 赵韩 赵萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第19期2590-2594,2600,共6页

基于克利福德代数中的运动学映射理论,提出了一种新的具有可拓展性解空间的平面杆组机构运动综合方法。针对无精确解或数学意义上的最优近似解不能满足实际需求的情况,该方法可以根据需要来扩大拟合误差容许范围,进一步拓展解空间,从而... 基于克利福德代数中的运动学映射理论,提出了一种新的具有可拓展性解空间的平面杆组机构运动综合方法。针对无精确解或数学意义上的最优近似解不能满足实际需求的情况,该方法可以根据需要来扩大拟合误差容许范围,进一步拓展解空间,从而获得更多近似解。之后,从中选取最优的二杆组来组成四杆机构或并联机构,实现给定的运动位姿。 展开更多

关键词 机构运动综合 可拓展误差空间 平面杆组 运动学映射

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平面凸轮机构运动精度可靠性分析与数字仿真 被引量：13

9

作者 周毓明 赵竹青 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第1期48-50,共3页

运用微小位移的线性叠加原理 ,将平面凸轮类机构的凸轮与滚子的形状误差、铰链与移动副的间隙 (包括磨损的影响 )、凸轮及滚子的偏心、凸轮偏距圆尺寸误差等作为随机变量 ,建立了机构运动精度可靠性分析模型 ;利用计算机数字仿真技术 ,... 运用微小位移的线性叠加原理 ,将平面凸轮类机构的凸轮与滚子的形状误差、铰链与移动副的间隙 (包括磨损的影响 )、凸轮及滚子的偏心、凸轮偏距圆尺寸误差等作为随机变量 ,建立了机构运动精度可靠性分析模型 ;利用计算机数字仿真技术 ,考察了机构各项误差导致的机构运动输出总误差对机构输出运动精度可靠度的影响 。 展开更多

关键词 平面凸轮机构 运动精度 可靠性分析 数字仿真

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平面凸轮机构运动分析与仿真 被引量：3

10

作者 王霜 殷国富 +1 位作者 罗中先 王应国 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第10期42-43,共2页

机构的运动分析与仿真是计算机辅助工程分析的重要内容,用Delphi 7.0的Canvas画布实现了凸轮CAD系统(PCMCAD)中的仿真模块,能对四种平面凸轮机构的从动件位移、速度和加速度特性进行显示和机构运动仿真。最后给出了运行实例。

关键词 平面凸轮机构 CAD 运动分析 仿真

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不同整体式转向梯形机构分析方法的对比研究 被引量：12

11

作者 王霄锋 胡涛 《汽车技术》 北大核心 2005年第8期8-11,共4页

介绍了一种整体式转向梯形机构的空间运动学分析方法,并利用该方法计算了某轻型货车的前轴内、外轮转角关系,计算结果与实测的该车前轴内、外轮转角关系曲线吻合较好。应用不同的整体式转向梯形机构的平面分析方法对同一辆货车进行了分... 介绍了一种整体式转向梯形机构的空间运动学分析方法,并利用该方法计算了某轻型货车的前轴内、外轮转角关系,计算结果与实测的该车前轴内、外轮转角关系曲线吻合较好。应用不同的整体式转向梯形机构的平面分析方法对同一辆货车进行了分析,对所得分析结果与试验结果进行比较,结果表明我国目前采用较多的汽车设计教材中介绍的转向梯形分析方法误差较大。 展开更多

关键词 整体式转向梯形 空间运动学分析 平面运动学分析

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空泡及分离尾流对细长回转体附加质量影响的试验研究 被引量：5

12

作者 朱小敏 颜开 江汉明 《船舶力学》 EI 1998年第5期28-34,共7页

带空泡航行体的附加质量是个国际上还没有解决的问题。为了预测细长体在带空泡航行时的水下轨迹，工程上必须解决空泡对附加质量λ22的影响这一实际工程问题。为此，本文针对三种不同模型进行了带空泡航行时的附加质量的试验研究。试验... 带空泡航行体的附加质量是个国际上还没有解决的问题。为了预测细长体在带空泡航行时的水下轨迹，工程上必须解决空泡对附加质量λ22的影响这一实际工程问题。为此，本文针对三种不同模型进行了带空泡航行时的附加质量的试验研究。试验是用振动水翼机构在中国船舶科学研究中心03A空泡水筒上实现的，采用与平面运动机构相类似的数据处理方法分离出模型作横荡运动时的附加质显和位置导数。变化水筒中的水速或空泡数，可得到附加质量和位置导数随水速或空泡数的变化关系。试验结果表明：钝尾型物体的λ22在有水速无空泡状态下比在无水速状态下有明显的降低，而流线型较好的物体则差别不明显。空泡（肩空泡或尾空泡）的存在导致λ22的明显降低，在本次试验的空泡数范围内，λ22随空泡数的降低基本呈降低的趋势。本文的结果首次揭示了轴对称体轴向空泡的存在对横向附加质量的影响，同时试验结果也向人们提出了如何解释空泡的存在会减小λ22这一理论问题，因此具有较大的学术意义。 展开更多

关键词 附加质量 空泡 细长回转体 水下航行

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基于影响系数法的平面3RRR并联机构运动求解研究 被引量：4

13

作者 淡卜绸 鲁开讲 +1 位作者 郭旭侠 魏宏波 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第8期90-93,共4页

分析了平面3RRR并联机构的运动结构,得到求解机构运动的位置逆解方程。应用影响系数的直接法写出机构一阶二阶影响系数,得到驱动连杆与动平台之间速度与加速度的映射关系方程。以给定尺寸参数的平面3RRR并联机构为例,分别用MATLAB编程... 分析了平面3RRR并联机构的运动结构,得到求解机构运动的位置逆解方程。应用影响系数的直接法写出机构一阶二阶影响系数,得到驱动连杆与动平台之间速度与加速度的映射关系方程。以给定尺寸参数的平面3RRR并联机构为例,分别用MATLAB编程计算和ADAMS软件运动仿真,得到机构运动的位置、速度及加速度曲线。两种运动求解曲线的吻合,证明了运动方程分析的正确性。在可靠的运动速度仿真结果基础上,利用求一阶导得到机构运动的加速度正解。简便可靠的求解过程为其它并联机构运动分析提供方法参考。 展开更多

关键词 影响系数 平面3RRR并联机构 运动求解

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基于Pro/E和ADAMS软件的平面3RRR并联机构运动求解 被引量：4

14

作者 淡卜绸 鲁开讲 郭旭侠 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第5期97-100,共4页

分析了平面3RRR并联机构,得到运动位置逆解方程。利用Pro/E软件的实体建模功能和ADAMS软件的动态仿真功能,对平面3RRR并联机构进行了运动联合仿真求解。在Pro/E中建立了三维模型,利用数据转化接口将模型导入ADAMS软件,进行属性及约束的... 分析了平面3RRR并联机构,得到运动位置逆解方程。利用Pro/E软件的实体建模功能和ADAMS软件的动态仿真功能,对平面3RRR并联机构进行了运动联合仿真求解。在Pro/E中建立了三维模型,利用数据转化接口将模型导入ADAMS软件,进行属性及约束的编辑及定义。给定动平台预定运动轨迹驱动,得到3个驱动杆运动转角曲线,对曲线编辑处理后,应用ADAMS函数处理功能将其转化为机构的驱动函数,添加在3个驱动杆上,得到动平台运动正解。动平台在正逆仿真时运动轨迹的吻合证明了该方法的可靠性和正确性。简便的求解过程、直观的运动学性能为虚拟样机技术提供可借鉴的方法。 展开更多

关键词 平面3RRR并联机构 PRO/E软件 ADAMS软件 运动求解

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平面运动从动件盘形凸轮机构及其综合研究 被引量：4

15

作者 钱志良 冯志华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2003年第1期39-40,共2页

导出了从动件作平面复杂运动的凸轮机构的凸轮廓线方程和压力角表达式;进而,阐明了本方程是同时适用于移动和摆动从动件盘形凸轮机构的通用综合方程。

关键词 平面运动从动件 盘形凸轮机构 通用方程 机构综合

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平面综合铰链四杆机构运动分析及其优化设计 被引量：4

16

作者 张学军 陈孝珍 《科学技术与工程》 2004年第6期446-448,共3页

将刚体的平面运动分析用于平面综合铰链四杆机构的运动分析中 ,讨论了已知连杆上一点的起始位置、连架杆的对应转角及机架长度等 ,平面四杆机构的解析解 。

关键词 平面综合铰链四杆机构 优化设计 平面运动 解析解

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平面机构运动分析的基本方法 被引量：3

17

作者 侯东生 张勇 《西北轻工业学院学报》 2001年第3期74-76,共3页

通过对几种典型平面机构几何关系的分析 ,建立起构件运动方程之间的联系 ,利用微分法来分析其运动速度和加速度 ,这种运用运动方程分析平面机构运动的方法比传统的运动合成分析法简单优越 。

关键词 平面机构 运动方程 合成运动 分析方法

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火炮自动机构平面动力学通用方程

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作者 王宝元 梁世瑞 +2 位作者 焦明纲 周发明 宁变芳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期449-452,共4页

本文以火炮自动机中的机构为研究对象 ,用系统建模法 ,推导典型平面运动副约束方程和构件平面动力学运动方程 ,形成火炮自动机构平面动力学代数—微分混合方程组 ,并通过了不同类型例题的验证。

关键词 自动机 机械学 火炮 平面动力学 运动方程

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潜体水动力系数计算研究综述 被引量：11

19

作者 董苗苗 张喜秋 +1 位作者 于昌利 桂洪斌 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第1期1-6,共6页

水动力系数计算是研究潜体操纵性的基础,随着潜艇、潜水器等的迅猛发展,日益成为国内外学者关注的热点。为了更好地对其进行研究和学习,对近年来国内外潜体水动力系数计算的研究结果进行综述。对模型试验、数值计算、理论计算3种求取潜... 水动力系数计算是研究潜体操纵性的基础,随着潜艇、潜水器等的迅猛发展,日益成为国内外学者关注的热点。为了更好地对其进行研究和学习,对近年来国内外潜体水动力系数计算的研究结果进行综述。对模型试验、数值计算、理论计算3种求取潜体水动力系数方法的研究成果进行汇总,结合具体算例采用数值计算方法获得航行器的水动力系数,总结不同计算方法的优缺点,汇总重要的定性研究结论,提出需要进一步研究的问题。 展开更多

关键词 潜体 水动力系数 平面运动机构 计算流体力学

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基于水动力试验的深海开架式潜水器三维轨迹跟踪控制平台设计(英文) 被引量：2

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作者 范士波 连琏 任平 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第12期1408-1416,共9页

由于深海潜水器的高研发成本和海洋环境的复杂性,文章设计并开发了一个深海潜水器近海底三维轨迹跟踪控制仿真平台,仿真平台主要包括海图数据处理、海底环境生成、水下机器人建模、轨迹跟踪仿真四个主要模块。建造了1:1.6的ROV缩尺比模... 由于深海潜水器的高研发成本和海洋环境的复杂性,文章设计并开发了一个深海潜水器近海底三维轨迹跟踪控制仿真平台,仿真平台主要包括海图数据处理、海底环境生成、水下机器人建模、轨迹跟踪仿真四个主要模块。建造了1:1.6的ROV缩尺比模型,通过VPMM和LAHPMM进行了模型水动力试验,获得了相关的水动力系数,并根据潜水器的结构布置特征,建立了5自由度的潜水器运动数学模型。在Windows操作系统VC++6.0集成环境下,通过OpenGL图形开发库,搭建了该仿真平台,并进行了初步调试,获得了比较理想的模拟效果。 展开更多

关键词 有缆式潜水器 水动力试验 Vpmm LAHpmm 轨迹跟踪

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