基于CFD的ROV航速預報

施興華， 賁青青， 張 婧， 錢佶麒

(江蘇科技大學 船舶與海洋工程學院， 江蘇 鎮江 212100)

0 引 言

現階段，遙控無人潛水器(Remotely Operated Vehicle，ROV)已廣泛應用于海洋科學研究、海洋環境監測、海洋資源開采與勘探等諸多領域，ROV能適應復雜的深海環境，作業穩定、可靠。

ROV擁有異常復雜的水動力特性和大量附體，僅依據經驗公式難以保證水動力系數的準確性。水動力系數可依據自航試驗或約束試驗計算，需要大量工作人員參與，資金需求大、周期長。與試驗法相比，數值模擬方法能在較短時間內完成測試過程，時間和資金的消耗較少，并能保證數據的完整性，能針對多種實際測量數據進行有效的模擬，當前工程領域已大規模引入CFD技術，避免采用試驗方法在人力、資金和物力方面的過度消耗，能有效打破試驗無法設置計算流場的問題。

WADI等[1]針對自主ROV展開研究，借助有限元分析軟件ANSYS-XFX識別附加慣性系數和阻尼力，通過試驗結果對比發現二者基本吻合。ENG等[2]分別從ROV艏搖、縱蕩、垂蕩、橫蕩等4個自由度通過CFD方法得到附加質量的計算結果，并將ROV橫蕩自由度附加質量的誤差控制在2%以內。MUSCARI等[3]針對舵-螺旋槳-船體間相互作用進行研究，基于同向舵升程法和流矯直系數進行分析。卞子瑋[4]設計一種新型ROV結構，通過增加自由度的數量提高ROV水下運動的靈活性和觀測作業的實時性。于庚[5]針對ROV提出一種新的水動力學模型，以ROV航速作為變量設置多組對比仿真試驗，針對ROV結構本體各自由度進行對應的水動力性能仿真計算，對比數值軟件仿真方法與理論計算方法，分析ROV的阻力性能，結果基本一致。……