蝠鲼集群滑翔水动力性能研究

为探究集群滑翔编队对蝠鲼水动力性能的影响,采用数值模拟的方法研究了多个蝠鲼在串联、三角、钻石排布下进行滑翔运动时的阻力、升力及流场压力分布情况。数值计算结果表明,位于队首的领航蝠鲼总是承受最小的阻力,在大多数情况下,位于队尾的蝠鲼承受最大阻力。对流场压力分布进行研究发现,减阻效果主要来源于集群中各单体间的高压区及低压区分布,高压区有益于位于队前蝠鲼减阻,在特定情况下,低压区的存在会产生向前吸力有利于减小队尾蝠鲼阻力。研究发现当蝠鲼进行前二后一、四体钻石、六体串联及六体钻石集群滑翔时能降低系统平均阻力,这为仿生航行器集群编队设置提供理论指导。

大规模水下滑翔机集群区域覆盖探测路径规划

在水下滑翔机集群执行搜索任务时,通过合理设定各平台的搜索路径,能够有效提高集群的探测效能,从而实现利用最少平台的最大化探测区域覆盖。为解决大规模集群任务规划中计算量巨大的问题,文中在栅格法的基础上,通过几何划定有效覆盖区域并反演栅格序数的方法,构建了评价覆盖能力的高精度布尔模型,并以此为支撑,利用群智能方法实现了大规模集群对广域海区的快速路径规划。在此基础上,利用序贯思想,提出了以较小计算量解决集群平台数量最小化的方法。通过仿真试验验证了该方法的可行性。文中的方法可为大规模水下滑翔机集群的探测任务规划提供支持。