波浪影响下水下风筝式AUV建模与力学响应分析

针对强天气条件下相关参数难以获取,提出一种由水面智能拖体、水下高机动AUV和高强度拖缆组成的“水下风筝”式三体AUV,有望实现台风现场海气界面与上层水体同步探测。为探究高海况下“水下风筝”式AUV技术可行性,对其在波浪影响的力学响应特性进行分析,建立基于微振幅波理论和经典多体刚柔结构动力学建模方法的“水下风筝”式AUV动力学模型,采用数值模拟方法获得了不同拖曳速度、不同海况等级下AUV端受力和深度值,结果表明从力学角度当前技术条件可满足“水下风筝”式AUV高海况下同步观测需求。

“水下风筝”发电系统试验平台设计及仿真

“水下风筝”是一种采用锚泊运动平台的海流发电系统,能够用较小尺度的发电装置平台在较低流速环境下发出较高的电能,其发电原理具有一定的先进性。同时“水下风筝”在工程化实现中也存在较高的技术难度,比如适用于水下大幅度高速运动的平台流体动力和结构设计、系留电缆的连接形式和强度、水下运行状态监测及维护等问题。鉴于以上技术问题,本文设计了一种“水下风筝”发电系统试验平台缩比模型,并开展了流体动力仿真及性能预估。初步获取的流体动力参数和运动性能显示,缩比模型能够在较低流速环境下按规划轨迹获取较高的运动速度,达到速度放大的效果。本试验平台缩比模型可为系统等比例样机研制奠定技术基础。

一种基于系绳水下风筝系统的发电方法

随着海洋技术的不断发展,针对水下尤其是深海海域中的能源需求越来越突出,而已有的水下发电方法存在输出功率不高,发电效率低等不足。针对此问题,文中提出了一种适用于低速流海域的基于系绳水下风筝系统的发电方法,该方法通过提升系绳水下风筝与水流的相对运动速度,可显著增加发电输出功率。采用欧拉-拉格朗日方法对其进行数学建模仿真,仿真结果表明,该方法可有效解决传统固定式水轮机发电方法在深海海域发电输出功率低的难题。