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微小型水下航行器作为一种智能化的无人水下装备,由于本身具有体积小、阻力低、机动灵活性好等特点,使得其在海洋资源的深入开发利用和水下军事环境探测方面引起了国内外的广泛关注。微小型水下航行器在工作时,其自身的推进系统和操纵系统存在一定的局限性,往往会受到不规则海浪、海流、旋涡的影响。如何在复杂的海洋环境中有效地保持自身的航行姿态就成了微小型水下航行器必须面对的问题。对微小型水下航行器在非均匀流场中的运动性能进行研究是解决以上问题的基础。本文基于CFD技术计算分析了微小型水下航行器在非均匀流场中的运动性能,以及相关的一些流动干扰现象,主要内容包括:(1)基于CFD技术对不同载体形式的微小型水下航行器在均匀流场中的航行性能进行数值模拟,讨论了湍流模型对的计算结果的影响。采用动网格技术模拟非定常运动,计算了微小型水下航行器进行六自由度运动时的水动力性能。进一步针对扁平体模型计算其在线性、抛物线型分布的非均匀流场中的定常、非定常水动力性能,讨论了航行状态和来流非均匀度对其水动力性能的影响。(2)在哈尔滨工程大学水下机器人技术国防科技重点实验室大型实验水池中采用潜水泵局部射流、池内循环的方式形成了三维复杂喷流流场,采用多普勒流速仪对复杂流场多个位置进行了三维流速标定,比较了不同潜水泵频率、喷管数量形成的复杂流场三维速度分布情况。采用三分力天平测量了扁平体模型在复杂流场中不同位置、不同漂角时的阻力、横向力和转艏力矩,分析了扁平体模型在复杂流场中的水动力性能。(3)分别对不同雷诺数下方柱的流体动力性能进行数值模拟,进而通过在方柱上游布置平板作为干扰体来对方柱的绕流场进行控制。探讨了不同的平板布置位置和平板尺度对方柱的受力特性及绕流场的干扰效果。计算结果表明在方柱上游布置平板可有效的降低作用在方柱上的周期性交变力。