《自主水下航行器操縱性》正式出版！

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內容簡介

操縱性是自主水下航行器(AUV)的重要性能指標之一，它代表了AUV保持和改變運動狀態的能力。《自主水下航行器操縱性》建立AUV操縱運動數學模型，分析流體動力計算方法，介紹操縱性分析方法；分別針對回轉體型AUV、撲翼推進型AUV和翼身融合水下滑翔機的操縱特點，進行操縱性仿真分析；建立在海流和波浪影響下的六自由度操縱運動數學模型，仿真分析海洋環境對操縱性的影響；建立AUV拖曳系統的動力學方程，并以AUV拖曳拖纜和水下滑翔機駐留系統兩種不同特點的水下多體系統為例，分析拖曳系統對AUV操縱性的影響。

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 AUV分類 1
1.2 AUV研究現狀 3
1.3 AUV操縱性研究 8
1.4 本書主要內容 9
參考文獻 10
第2章 AUV操縱運動數學模型 12
2.1 坐標系與參數描述 12
2.1.1 坐標系的選取 12
2.1.2 參數描述 13
2.1.3 坐標轉換矩陣 13
2.2 AUV六自由度操縱運動數學模型 15
2.2.1 運動學方程 15
2.2.2 動力學方程 19
2.2.3 AUV受力分析 22
2.2.4 六自由度操縱運動數學模型 27
參考文獻 27
第3章 流體動力計算與試驗 28
3.1 流體動力計算方法概述 28
3.1.1 面元法和邊界層理論 29
3.1.2 流體動力計算的經驗公式 32
3.2 流體動力計算的CFD方法 40
3.2.1 流動基本方程 41
3.2.2 常用離散格式及流場數值計算簡介 44
3.2.3 湍流模擬方法與湍流模型 46
3.2.4 動參考系模型 49
3.2.5 動網格技術 50
3.2.6 翼身融合水下滑翔機的流體動力數值計算 52
3.2.7 AUV在極限流域中運動的流體動力數值計算 65
3.3 流體動力試驗 80
3.3.1 位置力 81
3.3.2 旋轉導數 91
3.3.3 附加質量 95
參考文獻 100
第4章 操縱性分析 101
4.1 縱向運動的操縱性分析 101
4.1.1 縱向運動擾動方程 101
4.1.2 特征方程 103
4.1.3 運動參數的傳遞函數 104
4.1.4 階躍操舵條件下縱平面運動參數的過渡函數 104
4.1.5 K-T分析 108
4.1.6 縱向運動參數的頻率特性 110
4.1.7 算例分析 110
4.2 橫向-橫滾運動的操縱性分析 114
4.2.1 橫向-橫滾運動的擾動方程 114
4.2.2 特征方程 117
4.2.3 運動參數的傳遞函數 118
4.2.4 階躍操舵條件下運動參數的過渡函數 119
4.2.5 K-T分析 121
4.2.6 算例分析 122
參考文獻 125
第5章 操縱性仿真 126
5.1 回轉體型AUV操縱性仿真 126
5.1.1 動力定位模型的建立 126
5.1.2 動力定位下AUV操縱性仿真 136
5.1.3 動力定位系統和鰭舵系統共同作用下AUV操縱性仿真 138
5.2 撲翼推進型AUV操縱性仿真 140
5.2.1 撲翼運動方式研究 140
5.2.2 撲翼推進推力特性研究 142
5.2.3 撲翼推進型AUV操縱性能研究 150
5.3 水下滑翔機操縱性仿真 153
5.3.1 水下滑翔機簡介 153
5.3.2 水下滑翔機操縱運動數學模型 154
5.3.3 運動仿真計算 159
參考文獻 164
第6章 海洋環境對操縱性的影響 166
6.1 海流對操縱性的影響 166
6.1.1 海流對AUV運動影響的數學模型 166
6.1.2 海流對AUV操縱性影響的數值仿真 170
6.2 波浪對操縱性的影響 175
6.2.1 波浪對AUV運動影響的數學模型 175
6.2.2 波浪對AUV操縱性影響的數值仿真 190
6.3 海流和波浪同時作用對AUV操縱性的影響 196
6.3.1 海流對波浪的影響 196
6.3.2 海流和波浪同時作用下AUV操縱性仿真計算 197
參考文獻 199
第7章 拖曳系統對AUV操縱性的影響 200
7.1 多體動力學理論 200
7.1.1 牛頓-歐拉方程 200
7.1.2 達朗貝爾原理 201
7.1.3 Kane方法 201
7.1.4 柔性多體系統動力學 203
7.1.5 多體系統動力學的數值解法 205
7.2 纜索動力學模型的建立 207
7.2.1 纜索運動姿態研究方法 207
7.2.2 坐標系建立 208
7.2.3 動力學模型 210
7.2.4 邊界條件 212
7.2.5 節點初值計算 213
7.2.6 數值求解 213
7.3 拖纜對AUV操縱性的影響 213
7.3.1 拖曳系統運動數學模型的建立 213
7.3.2 拖纜運動的邊界條件 214
7.3.3 節點初值計算 215
7.3.4 拖曳系統運動仿真分析 219
7.4 錨鏈對水下滑翔機操縱性的影響 223
7.4.1 水下滑翔機駐留過程多體系統耦合運動模型的建立 224
7.4.2 仿真求解方法 241
7.4.3 運動仿真分析 244
參考文獻 251

• 信息來源：科學出版社。

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