[發明專利]開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法

在審

• 申請號: 201710186531.8
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107085383A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 梁斌;王松濤;劉厚德;王學謙;胡曉;朱曉俊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

1.一種開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立開架式海洋機器人三維數值模型；

建立試驗水池數值模型，并對流體賦予不同的屬性及運動學參數來實現對試驗水池的數值仿真；

建立數值裝配模型，并將所述開架式海洋機器人三維數值模型與試驗水池數值模型進行組裝；

設定水池拖拽試驗的數值仿真參數；

執行水池拖拽試驗數值仿真過程，得到不同水流速度以及水流流動方向下的阻力值，以實現開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真。

2.根據權利要求1所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述建立開架式海洋機器人三維數值模型，進一步包括：

僅建立所述開架式海洋機器人的外部特征數值模型，并通過開架式海洋機器人的實體數值模型替代其內部模型。

3.根據權利要求1所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述開架式海洋機器人在x軸方向的最大尺寸定義為所述開架式海洋機器人的長度，所述開架式海洋機器人在y軸方向的最大尺寸定義為所述開架式海洋機器人的寬度，所述開架式海洋機器人在z軸方向的最大尺寸定義為所述開架式海洋機器人的高度。

4.根據權利要求3所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，通過在流體計算軟件中建立一塊流體域，得到所述試驗水池數值模型。

5.根據權利要求4所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述流體域在X軸方向的最大尺寸定義為所述流體域的長度，所述流體域在Y軸方向的最大尺寸定義為所述流體域的寬度，所述流體域在Z軸方向的最大尺寸定義為所述流體域的高度。

6.根據權利要求5所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述流體域的尺寸根據開架式海洋機器人的外部特征進行建立。

7.根據權利要求6所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述流體域的長度為所述開架式海洋機器人長度的5倍，所述流體域的寬度為所述開架式海洋機器人寬度的6倍，所述流體域的高度為所述開架式海洋機器人高度的6倍。

8.根據權利要求1所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述將所述開架式海洋機器人三維數值模型與試驗水池數值模型進行組裝，進一步包括：

將所述開架式海洋機器人三維數值模型置于所述試驗水池數值模型的中心，并且所述開架式海洋機器人三維數值模型的x、y和z軸對應平行于所述試驗水池數值模型的X、Y與Z軸。

9.根據權利要求1所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，所述設定水池拖拽試驗的數值仿真參數，進一步包括：

根據試驗水池的實際物理參數，進行流體密度設置、動力粘度系數設置、流體流入速度設置以及流體流出速度設置。

10.根據權利要求1所述的開架式海洋機器人水池拖拽試驗的數值仿真實現方法，其特征在于，在所述水池拖拽試驗數值仿真過程中，根據相對速度原理，將所述開架式海洋機器人的運動速度轉化為相應的水池數值模型中的水流速度，且所述開架式海洋機器人保持靜止。