基于多块动态混合网格的AUV自航类物理数值模拟

来源：机器人杂志2019年第6期北京时间：

作者：吴利红, 李一平, 刘开周, 封锡盛, 王诗文, 艾晓锋

摘要：提出了一种采用多块动态混合网格进行AUV（自主水下机器人）自航试验的类物理数值模拟的方法．对AUV带舵翼和螺旋桨的全附体进行建模，采用UDF（用户自定义函数）实现推进器和AUV之间的力和速度传递，结合6DOF（自由度）运动方程求解AUV的运动参数，采用动态层方法进行网格更新，最终实现AUV从静止到匀速的直航运动的自航推进数值模拟．相对MFR（多参考系坐标）法，自航速度误差为2.6%，伴流分数误差为3.7%，推力减额误差为6.8%．与非结构动网格法和重叠网格法相比，该方法的计算收敛快．同时，数值模拟获得了AUV自航推进过程中的速度曲线，推力和阻力变化曲线，自航推进的尾迹和压力云图，以及相应的动画，揭示了自航推进过程中船、桨、舵相互作用的内在机理，为进行更复杂的载体操纵运动提供类物理数值模拟方法．

关键词：自主水下机器人, 自航推进, 动网格, 螺旋桨, 类物理数值模拟