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作为水下测量传感器的有效搭载平台，自治水下机器人(AutonomousUnderwater Vehicle，AUV)已经成为海洋勘察和探测装备的热点研究方向。为更加精确和安全地完成测量任务，AUV需要具备良好的操纵性能，尤其是在纵垂面内的操纵性能。本文所研究AUV纵垂面操纵性能的影响因素有：纵倾角的运动稳定性、操舵升降速度、近水面文丘里效应、海洋环境因素、AUV衡重参数等。在近水面航行时，由于自由液面限制了AUV周围流场的自由发散，使其会受到文丘里效应的影响而产生向上的吸力及力矩，加之近水面时风浪等海洋环境因素的干扰，使AUV近水面下潜及深度保持产生一定的困难。水下测量时，由于测量任务的需要，AUV时常要根据海底地形的起伏进行深度调节，不合理的衡重配置将会导致AUV操舵后出现振荡、超调等现象，从而对测量数据的精度产生直接影响。本文以本实验室研制的深水AUV为研究对象，利用流体分析软件Fluent中流体体积函数法(Volume of Fluid，VOF)对近水面航行时文丘里效应对其操纵性的影响进行了分析，并通过对AUV纵垂面运动方程和纵倾角响应方程的分析，探讨了重心浮心纵向距离、垂向距离、及正浮力大小对AUV纵垂面操纵性的影响。具体研究结论如下：（1）通过对AUV在不同深度、不同傅汝德数情况下的近水面航行进行数值仿真表明，当AUV在近水面航行时，由于产生兴波阻力的原因使其航行阻力大于无界绕流时的航行阻力。当AUV下潜深度h<3D时，AUV会受到较为明显向上的吸力和力矩，潜深h>3D时，吸力和力矩较小可以忽略。近水面所受的吸力和力矩随深度增加呈指数衰减。（2）基于AUV纵倾角的操舵响应方程研究了重心和浮心距离对操舵响应特性的影响，并提出了重心和浮心垂向距离计算公式。此外，本文还对垂向距离对AUV操舵下潜速率及转弯时的深度变化产生影响进行分析研究。（3）通过对AUV定深航行时的纵垂面线性方程的分析，研究了重心和浮心纵向距离及正浮力的大小对AUV定深航行时的平衡质量的影响，并讨论了使AUV获得良好平衡质量的重心浮心纵向距离及正浮力数值范围。