水下机器人型线自动优化设计

【作者】 罗伟林； 吕文靖；

【机构】 福州大学机械工程及自动化学院；

【摘要】 水下机器人型线优化是改善水下机器人的快速性,降低运行成本,提高效率的关键因素。传统的水下机器人型线设计方法是通过反复的选型—计算—修改来实现的。由于选型范围的有限性及设计者仍不断在积累相应经验,导致难于得到最优解。本研究尝试利用将CFD数值模拟与数学优化方法相结合搭建非人工干预的自动优化平台。该自动优化平台集成了自编程序及多种商业软件,包括UG6.0,GAMBIT2.4.6以及FLUENT12.0。将DTRC的SUBOFF项目中的model5470置于此平台进行优化。以阻力最小为优化目标:湿表面积为约束条件;艏部长度,最大半径,去流段半径为设计变量。引入智能优化算法及梯度算法相结合的组合空间搜索策略提高搜索效率。应用RANS方程,standardκ-ε湍流模型进行直航试验的数值模拟。结果表明:自动优化平台得出多种型线方案,便于方案设计阶段的方案选优,将设计者从繁重的重复设计分析修改劳动中解放出来。更多还原