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UUV变截面自航发射管线型优化仿真分析

周杰 马亮 衡辉

周杰, 马亮, 衡辉. UUV变截面自航发射管线型优化仿真分析[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(1): 147-151 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0089
引用本文: 周杰, 马亮, 衡辉. UUV变截面自航发射管线型优化仿真分析[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(1): 147-151 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0089
ZHOU Jie, MA Liang, HENG Hui. Simulation Analysis of Variable Cross-section Linetype Optimization for Swim-out Tube in UUVs[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(1): 147-151. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0089
Citation: ZHOU Jie, MA Liang, HENG Hui. Simulation Analysis of Variable Cross-section Linetype Optimization for Swim-out Tube in UUVs[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(1): 147-151. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0089

UUV变截面自航发射管线型优化仿真分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0089
详细信息
    作者简介:

    周杰:周 杰(1979-), 男, 副教授, 主要研究方向为水中兵器发射技术

  • 中图分类号: TJ635

Simulation Analysis of Variable Cross-section Linetype Optimization for Swim-out Tube in UUVs

  • 摘要: 为设计适用于无人水下航行器(UUV)变截面的自航发射装置, 文中基于电动力鱼雷推力模型和自航发射过程受力模型, 分析鱼雷自航发射过程中所受的推力、流体阻力、沿程阻力和局部阻力, 依据运动学方程, 建立鱼雷自航发射数学模型, 依据数学模型建立仿真程序计算出管速度, 以出管速度为关键指标优化UUV变截面自航发射管线型。结合变截面发射管结构特点和设计需求, 确定发射管各段长度和直径作为约束条件, 进而建立优化问题的数学表达式,为加快收敛, 采用自适应变异概率的遗传算法进行发射管线型寻优计算, 进行100代仿真计算, 比较出管速度最终得出优化结果, 以结果为依据绘制了自航发射管最优线型, 对探索UUV变截面发射技术进行了有益尝试, 为变截面自航发射管设计提供了理论依据。

     

  • 图  1  变截面发射管结构

    Figure  1.  Structure of variable cross-section tube

    图  2  变截面自航发射管结构

    Figure  2.  Structure of variable cross-section swim-out tube

    图  3  遗传算法计算基本步骤

    Figure  3.  Basic calculation steps of genetic algorithm

    图  4  自航发射Simulink仿真模型

    Figure  4.  Simulink simulation model for swim-out launching

    图  5  目标函数优化过程

    Figure  5.  Optimization process of objective function

    图  6  最优自航发射管线型

    Figure  6.  Linetype of a optimal swim-out launching tube

    表  1  遗传算法优化计算结果

    Table  1.   Calculation results of genetic algorithm optimization

    进化代数$ {D_1} $/mL1/mL2/mL3/mvt/(m/s)
    10.5925.5691.1631.2684.930
    120.6583.6213.3211.0585.888
    210.6613.9212.9221.1576.288
    270.6575.5261.3741.1006.688
    330.6554.5992.3091.0926.708
    1000.6554.5992.3091.0926.708
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-21
  • 修回日期:  2023-09-24
  • 录用日期:  2023-10-13
  • 网络出版日期:  2024-03-08

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