自主水下滑翔机

自主水下滑翔机（简称水下滑翔机）是一种将传统浮标技术和水下机器人技术结合起来的新概念水下机器人，目前被广泛应用于海洋观测和探测领域。本书根据水下滑翔机的特点，系统深入地总结了作者近年来在水下滑翔机技术领域的主要研究成果，针对水下滑翔机独特的新原理、新方法、新理论、新应用进行了重点阐述和探讨。本书内容主要包括水下滑翔机的机理分析、优化设计、动力学建模、航行效率建模、路径规划及应用分析。

丛书前言一
丛书前言二
前言
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 水下滑翔机发展与应用现状 5
1.2.1 常规水下滑翔机发展现状 5
1.2.2 特种水下滑翔机发展现状 8
1.2.3 水下滑翔机应用现状 14
1.3 水下滑翔机发展趋势 17
1.4 本章小结 19
参考文献 20
2 水下滑翔机实现机理与优化设计 23
2.1 引言 23
2.2 水下滑翔机运动机理 24
2.2.1 水下滑翔机滑翔运动机理 24
2.2.2 水下滑翔机转向运动机理 26
2.2.3 水下滑翔机混合驱动机理 27
2.3 水下滑翔机外形优化 29
2.3.1 回转体外形水下滑翔机机翼布局优化 29
2.3.2 翼身融合外形水下滑翔机外形优化 42
2.4 水下滑翔机用可折叠螺旋桨推进器建模与分析 72
2.4.1 可折叠螺旋桨推进器实现机理与力平衡模型 72
2.4.2 可折叠螺旋桨推进器水动力性能分析 78
2.4.3 物理实验验证 89
2.5 本章小结 91
参考文献 91
3 水下滑翔机动力学建模与分析 93
3.1 引言 93
3.2 常规水下滑翔机动力学建模与分析 94
3.2.1 常规水下滑翔机动力学建模 94
3.2.2 水动力系数与附加质量估计 106
3.2.3 稳态滑翔特性分析 111
3.2.4 迭代算法反解滑翔运动参数 124
3.3 混合驱动水下滑翔机动力学建模与分析 127
3.3.1 可折叠螺旋桨推进器水动力模型 128
3.3.2 混合驱动水下滑翔机动力学模型 133
3.3.3 仿真实验 146
3.4 本章小结 150
参考文献 151
4 水下滑翔机航行效率建模与分析 153
4.1 引言 153
4.2 水下滑翔机续航力评估模型 153
4.3 基于力分析法的水下滑翔机理想航行效率建模 155
4.3.1 理想推进效率 157
4.3.2 螺旋桨驱动模式理想航行效率 159
4.3.3 浮力驱动模式理想航行效率 160
4.3.4 混合驱动模式理想航行效率 165
4.3.5 理想航行效率对比分析 167
4.4 基于能量法的水下滑翔机实际航行效率建模 172
4.4.1 螺旋桨驱动模式实际航行效率 173
4.4.2 浮力驱动模式实际航行效率 176
4.4.3 混合驱动模式实际航行效率 181
4.4.4 实际航行效率对比分析 185
4.5 本章小结 192
参考文献 193
5 水下滑翔机局部流场估计与路径规划 194
5.1 引言 194
5.2 基于水下滑翔机运动模型的深平均流估计方法 195
5.2.1 水下滑翔机运动模型 195
5.2.2 深平均流估计方法 198
5.2.3 估计结果 199
5.3 深平均流预测 202
5.3.1 时序建模 202
5.3.2 预测方法 202
5.3.3 结果与分析 206
5.4 局部流场下的水下滑翔机路径规划 221
5.4.1 局部流场重构 222
5.4.2 水下滑翔机局部路径规划方法 223
5.4.3 水下滑翔机路径跟踪模型 233
5.5 本章小结 238
参考文献 238
6 水下滑翔机应用分析 240
6.1 引言 240
6.2 水下滑翔机系统组成 240
6.2.1 水下滑翔机系统介绍 240
6.2.2 水下滑翔机载荷 242
6.3 面向环境观测的数据质量控制 243
6.3.1 热滞后校正 243
6.3.2 数据质量测试 245
6.3.3 数据质量控制结果 248
6.4 基于水下滑翔机的声学特性分析 249
6.4.1 基于CFD的流噪声计算 251
6.4.2 消声水池实验噪声分析 255
6.4.3 南海实验噪声影响分析 258
6.4.4 海试数据中自噪声滤除 266
6.5 典型应用场景 268
6.5.1 海洋环境观测应用 268
6.5.2 海洋声场观测应用 273
6.5.3 水下目标探测应用 275
6.6 本章小结 277
参考文献 277
索引 280
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