中国机械工程 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (10): 1135-1141.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.10.001
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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] | 温志伟, 娄军强, 陈特欢, 崔玉国, 魏燕定, 李国平. 压电纤维致动柔性结构的仿鱼体波振动特性及流场分布研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 405-413. |
[2] | 姜吉光, 侯爵, 苏成志, 巴麒蛟, 田爱鑫, 徐明宇. 面向物理约束的机器人运动学标定最优位姿集规划方法研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 472-480. |
[3] | 杜煦, 常泽鑫, 郑军强, 任鹏飞. 一种考虑关节跃度约束的实时刀具路径光顺算法[J]. 中国机械工程, 2024, 35(02): 280-286. |
[4] | 陈卓凡, 周坤, 秦菲菲, 王斌锐. 基于改进量子粒子群优化算法的机器人逆运动学求解#br#
#br#
[J]. 中国机械工程, 2024, 35(02): 293-304. |
[5] | 王慰军, 杨桂林, 杜庆皓, 陈庆盈, . 无传动间隙的3K行星齿轮减速器设计[J]. 中国机械工程, 2024, 35(01): 36-44,55. |
[6] | 叶伯生, 金雄程, 黎晗, 邵柏岩, 李晓昆, 李思澳. 伪目标迭代生成的机器人误差补偿算法[J]. 中国机械工程, 2024, 35(01): 136-143. |
[7] | 王铠迪, 陈岁繁, 唐威, 秦可成, 李其朋, 杨展, 刘阳, 邹俊. 一种仿蝗虫弹跳机器人的设计与制作[J]. 中国机械工程, 2023, 34(24): 2946-2951. |
[8] | 唐洋, 张吴镝, 张玉林, 王远, . 管道封堵机器人的卡瓦承压性能与管壁损伤特性仿真与试验研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(22): 2758-2771. |
[9] | 许万, 程兆, 夏瑞东, 陈汉成. 一种基于动态残差的自适应鲁棒无迹卡尔曼滤波器定位算法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(21): 2607-2614. |
[10] | 吴超群, 赵松, 雷艇. 曲线焊缝的机器人焊接轨迹规划与高频控制[J]. 中国机械工程, 2023, 34(14): 1723-1728. |
[11] | 李佳璇, 李论, 周波, 赵吉宾, 朱光, 王正佳, . 基于Preston-PSO算法的多方向机器人磨抛轨迹生成方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(14): 1729-1740. |
[12] | 孙露萍, 张文昌, 王志华, 王振文, 任志墨, 张倩, . 基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(09): 1120-1125,1133. |
[13] | 张俊鑫, 陈威, 黄斯凯, 吴海彬. 基于力位混合导向的工业机器人顺槽运动控制策略[J]. 中国机械工程, 2023, 34(06): 712-719,726. |
[14] | 武星, 杨俊杰, 汤凯, 翟晶晶, 楼佩煌. 面向复合地图的移动机器人分层路径规划[J]. 中国机械工程, 2023, 34(05): 563-575. |
[15] | 张一楠, 丁建完. 考虑温度影响的机器人关节摩擦模型[J]. 中国机械工程, 2023, 34(02): 127-134. |
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