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跨介质航行器变体过程动力学的仿真与建模

谭骏怡  胡俊华  葛阳  陈国明  
【摘要】:跨介质航行器是一种能够自主、反复跨越水空界面,并在空中和水中稳定航行的新型航行器。基于一种具有特殊双层半环形闭合机翼构型的航行器,结合有限元思想和分析力学方法,利用拉格朗日第二类方程和牛顿-欧拉方程分别对航行器的上层柔性翼、下层刚性翼的动力学特性进行了分析,构建了跨介质航行器出水后变体过程的耦合动力学模型,在此基础上,研究了航行器的纵向运动状态响应规律,并与相同条件下CFD流体仿真结果进行对比,运动规律基本吻合,说明本文所建立的耦合动力学模型具有可靠性。仿真结果表明,航行器出水后受机翼变体的影响,其高度先升高后降低,俯仰角及角速度呈下降趋势,速度呈现出先升高后降低、然后再升高的规律。

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