中国机械工程 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (10): 1135-1141.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.10.001
• 先进水路交通装备与智能系统专辑(续) • 上一篇 下一篇
吴家雄;申焱华;杨舒迪;冯志鹏
出版日期:
2022-05-25
发布日期:
2022-06-09
通讯作者:
申焱华(通信作者),女,1968年生,副教授、博士研究生导师。E-mail:yanhua_shen@ces.ustb.edu.cn。
作者简介:
吴家雄,男,1988年生,博士研究生。研究方向为履带车辆动力学、履带车辆稳定性控制。
基金资助:
WU Jiaxiong;SHEN Yanhua ;YANG Shudi;FENG Zhipeng
Online:
2022-05-25
Published:
2022-06-09
摘要: 针对水下装备的水阻力无法实时测量的问题,提出了一种基于人工侧线的履带装备水阻力计算方法。通过履带装备模型的人工侧线系统,提取不同来流速度和来流角度的传感器压力值,应用压力值的分布规律对履带装备模型的局部流场信息进行感知。通过履带装备模型水阻力拘束实验结合计算流体动力学(CFD)仿真的方式对水阻力系数进行辨识,建立履带装备模型的迎流面外形与黏性水阻力系数的函数关系。将人工侧线的流场感知结果作为输入,实时计算履带装备模型的水阻力。履带装备模型的人工侧线和水动力验证结果表明,人工侧线的压力分布特性可以有效地识别流场的来流速度和来流角度,履带装备模型的水阻力计算误差在工程应用可接受范围内。
中图分类号:
吴家雄, 申焱华, 杨舒迪, 冯志鹏. 基于人工侧线的履带装备水阻力计算方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(10): 1135-1141.
WU Jiaxiong, SHEN Yanhua , YANG Shudi, FENG Zhipeng. Hydrodynamic Force Calculation Method of Tracked Equipment Based on Artificial Lateral Line#br#[J]. China Mechanical Engineering, 2022, 33(10): 1135-1141.
[1]刘贵杰, 宫华耀, 吴乃龙, 等. 基于鱼类侧线感知机理的流场辨识方法及仿真研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(17):162-167. LIU Guijie, GONG Huayao, WU Nailong, et al. Simulation Research in Water Condition Recognition Method Based on Fish Lateral Line Sensing Mechanism[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(17):162-167. [2]XU Dong, LYU Zhiyu, ZENG Haining, et al. Sensor Placement Optimization in the Artificial Lateral Line Using Optimal Weight Analysis Combining Feature Distance and Variance Evaluation[J]. ISA Transactions, 2019, 86:110-121. [3]XU Dong, ZHANG Yuanlin, TIAN Jian, et al. Optimal Sensor Placement of the Artificial Lateral Line for Flow Parametric Identification[J]. Sensors, 2021, 21(12):3980. [4]吴乃龙, 吴超, 葛彤, 等. 基于鱼类体线感知机理的水下机器人水流场识别研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(13):54-59. WU Nailong, WU Chao, GE Tong, et al. Flow Recognition of Underwater Vehicle Based on the Perception Mechanism of Lateral Line[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(13):54-59. [5]ZHENG Xingwen, WANG Wei, XIONG Minglei, et al. Online State Estimation of a Fin-actuated Underwater Robot Using Artificial Lateral Line System[J]. IEEE Transactions on Robotics, 2020, 36(2):472-487. [6]ZHENG Xingwen, WANG Wei, LI Liang, et al. Artificial Lateral Line Based Relative State Estimation between an Upstream Oscillating Fin and a Downstream Robotic Fish[J]. Bioinspiration & Biomimetics, 2020, 16(1):016012. [7]谢鸥, 宋爱国, 苗静, 等. 仿生机器鱼近壁面流场识别的人工侧线方法[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2021, 53(9):164-170. XIE Ou, SONG Aiguo, MIAO Jing, et al. Near Wall Flow Recognition Method for Bionic Robot Fish Based on Artificial Lateral Line[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2021, 53(9):164-170. [8]LIU Guijie, HAO Huanhuan, YANG Tingting, et al. Flow Field Perception of a Moving Carrier Based on an Artificial Lateral Line System[J]. Sensors, 2020, 20(5):1512. [9]LIU Guijie, WANG Mengmeng, XU Lei, et al. A New Bionic Lateral Line System Applied to Pitch Motion Parameters Perception for Autonomous Underwater Vehicles[J]. Applied Ocean Research, 2020, 99:102142. [10]MORISON J R, JOHNSON J W, SCHAAF S A. The Force Exerted by Surface Waves on Piles[J]. Journal of Petroleum Technology, 1950, 2(5):149-154. [11]韩庆珏, 刘少军. 基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2013, 44(8):3166-3172. HAN Qingjue, LIU Shaojun. Slip Control of Deep Sea Tracked Miner Based on Dynamic Analysis[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2013, 44(8):3166-3172. [12]戴瑜, 张健, 张滔, 等. 基于多体动力学模型集成的深海采矿系统联动仿真[J]. 机械工程学报, 2017, 53(4):155-160. DAI Yu, ZHANG Jian, ZHANG Tao, et al. Motion Simulation of the Deep Ocean Mining System Based on Its Integrated Multi-body Dynamic Model[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(4):155-160. |
[1] | 张磊, 方灶军, 王聚幸, 何晨, 顾丹宁, . 基于任务参数加权的动态运动基元泛化方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(10): 1226-1233,1243. |
[2] | 殷勇辉, 陈司晨. 滑移线连续和平稳分布的变径车轮设计[J]. 中国机械工程, 2022, 33(07): 786-796. |
[3] | 高文斌, 黄琪, 余晓流, . 模块化机器人几何误差分析及参数辨识研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(07): 811-817,851. |
[4] | 倪华康, 杨泽源, 杨一帆, 陈新渡, 严思杰, 丁汉. 考虑基坐标系误差的机器人运动学标定方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(06): 647-655. |
[5] | 倪涛, 徐海远, 李东, 张红彦. 六自由度平台动力学前馈柔顺控制研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(06): 683-689. |
[6] | 邱仕诚, 伍剑波, 赵恒忠, 王珅, 胡启凡, 颜荣. 一种基于磁力吸附的储罐爬壁机器人本体设计[J]. 中国机械工程, 2022, 33(03): 270-278. |
[7] | 田明锐, 杨皓, 胡永彪. 大视场室内移动机器人高精度动态定位方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(02): 194-201. |
[8] | 李法民, 郑天江, 沈雯钧, 王会肖, 方灶军, 梁冬泰. 绳驱动连续体机器人标定方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(02): 202-208. |
[9] | 张彦斌, 王科明, 芦风林, 魏雪敏, 王科峰. 含有恰约束分支的无耦合两转动并联机构型综合[J]. 中国机械工程, 2022, 33(01): 54-61. |
[10] | 严升, 张润锋, 杨绍琼, 牛文栋, 张宇航, 李保玉, . 水下滑翔机纵垂面变浮力过程建模与控制优化[J]. 中国机械工程, 2022, 33(01): 109-117. |
[11] | 吴青聪, 陈柏, 张祖国, 梁聪慧, 黎雄, 吴洪涛. 软质肘关节外骨骼的肌力矩估计与神经网络补偿协调控制[J]. 中国机械工程, 2021, 32(23): 2868-2875. |
[12] | 吉爱红, 刘荣兴, 陈辉, 孙克. 多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术[J]. 中国机械工程, 2021, 32(23): 2883-2889. |
[13] | 姜德政, 胡军, 钟恒, 王洪光, 宋屹峰, 袁兵兵, . 一种滚动密封爬壁机器人的安全吸附条件与运动特性分析[J]. 中国机械工程, 2021, 32(22): 2757-2764. |
[14] | 张建勋, 姚斌, 代煜, 夏光明, . 机器人辅助腹腔镜手术中力感知技术的研究进展[J]. 中国机械工程, 2021, 32(21): 2521-2531. |
[15] | 房立金, 吴政翰, 王怀震. 基于改进RRT*FN算法的机械臂多场景运动规划[J]. 中国机械工程, 2021, 32(21): 2590-2597. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||