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无人艇艇型优化方法

马伟佳 孙华伟 庞永杰 郭志群 杨衡

马伟佳, 孙华伟, 庞永杰, 郭志群, 杨衡. 无人艇艇型优化方法[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(1): 42-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.007
引用本文: 马伟佳, 孙华伟, 庞永杰, 郭志群, 杨衡. 无人艇艇型优化方法[J]. 交通运输工程学报, 2013, 13(1): 42-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.007
MA Wei-jia, SUN Hua-wei, PANG Yong-jie, GUO Zhi-qun, YANG Heng. Hull form's optimization method of unmanned surface vehicle[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(1): 42-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.007
Citation: MA Wei-jia, SUN Hua-wei, PANG Yong-jie, GUO Zhi-qun, YANG Heng. Hull form's optimization method of unmanned surface vehicle[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013, 13(1): 42-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.007

无人艇艇型优化方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.01.007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51079032

中央高校基本科研业务费专项资金项目 HEUCF12014

国防优秀科技创新团队基金项目 JGY07002

详细信息
    作者简介:

    马伟佳(1981-), 男, 吉林白城人, 哈尔滨工程大学工学博士研究生, 从事水面高速无人艇性能研究

    庞永杰(1955-), 男, 黑龙江齐齐哈尔人, 哈尔滨工程大学教授

  • 中图分类号: U661.3

Hull form's optimization method of unmanned surface vehicle

More Information
  • 摘要: 为了计算和优化无人艇在中低速段艇型阻力性能, 考虑了自由表面非线性和黏性的影响, 研究了滑行艇在排水航行状态的兴波阻力计算方法。结合线性兴波阻力理论, 将给定约束条件下的艇型优化问题转换为求泛函极值的有约束数学优化问题, 通过非线性规划优化理论, 对给定的艇体主参数约束下的目标函数做有条件最小化, 求解最佳优型。理论计算结果和艇模试验结果表明: 利用计算方法能够有效、快速地计算艇型兴波阻力, 优化后的艇型在给定的速度区间(傅汝德数为0.1~0.7)的兴波阻力系数明显降低, 在优化速度点(傅汝德数为0.5)降低约20%。

     

  • 图  1  无人艇

    Figure  1.  Unmanned surface vehicle

    图  2  兴波阻力系数曲线

    Figure  2.  Wave-making resistance coefficient curves

    图  3  单位排水量的总阻力曲线

    Figure  3.  Total resistance curves per deadweight ton

    图  4  母型USV3横剖面

    Figure  4.  Molded lines of original hull(USV3)

    图  5  优型UV3C横剖面

    Figure  5.  Molded lines of optimization hull(UV3C)

    图  6  USV3模型

    Figure  6.  USV3 model

    图  7  UV3C模型

    Figure  7.  UV3C model

    图  8  试验结果对比

    Figure  8.  Comparison of test results

    表  1  艇型参数

    Table  1.   Parameters of ships

    艇型 L/m B/m T/m 排水量/m3
    USV3 10.350 2.976 0.680 7.740
    UV3C 10.350 2.976 0.680 7.959
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    表  2  水池参数与技术指标

    Table  2.   Tank parameters and technical indicators

    水池参数/m 拖车与造波机性能
    池长 510.0 规则波长/m 0.5~15.0
    池深 6.8 规则波高/m 0.03~0.50
    池宽 6.5 拖车速度/(m·s-1) 0.1~22.0
    水深 5.0 车速精度/% < 0.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-10
  • 刊出日期:  2013-02-25

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