绕流中平直与曲壁面周围局部压力的对比研究

水下结构物形状基本可分为平直壁面与曲壁面两类。为了探究这两类壁面在绕流中周围压力的分布情况,本文基于粘性流体理论,采用格子Boltzmann方法(LBM)分别建立了平直与曲壁面的二维钝体绕流模型。通过单柱绕流经典算例,验证了模型的正确性,得到了粘性流场中平直与曲壁面周围的压力分布情况,确定了钝体周围最大、最小压力点的位置及其历时变化规律,探究了雷诺数(Re)对壁面周围局部压力分布情况的影响。结果发现两者的最大压力点位置相同,但周期性变化不同,受结构的形状及锐利效应的影响,且两者的最小压力点位置不同。

适应多种立面的磁吸附爬壁机器人转弯特性分析

现有的磁吸附爬壁机器人无法满足同时在平直壁面与凹凸曲面上的作业要求,提出了一种带有柔性履带结构的爬壁机器人,确保机器人在多种立面上的可靠吸附。根据机器人在平直壁面实现转弯的两种情形,建立了机器人转弯力学模型,推导出电机输出转矩方程,经计算,履带驱动电机转矩应不小于2.5 N·m。分析了机器人两侧履带随曲面曲率的变化情况,利用几何关系探究了机器人在曲面曲率半径为0.5~3.0 m的凹凸曲面上转弯时,柔性履带机构的姿态变化规律。该研究为机器人进一步优化设计、电机选型与应用场景选定提供了理论依据。