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浙江大学博士后学位论文两栖车辆水上性能的理论和数值计算及车体方案设计研究姓名：李玉良申请学位级别：博士后专业：机械设计及理论指导教师：潘双夏20060601浙江大学博士后研究报告瞬态问题的求解，方程组的求解目前广泛使用基于多重网格的ＴＤＭＡ（强－－ＤｉａｇｏｎａｌＭａｔｒｉｘＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）解法。
流场数值解法ｆ所有变量全场联立求解耦合式解法｛部分变量全场联立求解ｌ局部地区所有变量联立求解产始变叫雾主：薹景爹分离式解法｛ｆ压力修正法ｌ原始变量法｛解压力泊松方程法１人为压缩法图１．５流场数值解法分类由上面简要介绍可知，ＣＦＤ涉及较多的学科，由于项目时间要求紧迫，并且所研究的对象很复杂，在短时间内开发出高质量的软件比较困难，一般使用商用软件。
目前通用和专用的软件都比较多，如Ｆｌｕｅｎｔ、ＣＦＸ、ＰＨＯＥＮＩＣ、ＳＴＡＲ．ＣＤ等，适用于船舶领域的专用软件有ＳｈｉｐＦｌｏｗ、Ｓｐｌａｓｈ等。
通用商用软件大多使用了有限体积法，并且在方程求解算法上做了大量改进，但由于本文研究的问题复杂，所消耗的计算资源仍然比较大，专用软件ＳｈｉｐＦｌｏｗ．贝１］针对船舶把流场分成了三大区域（图１．６）【ｌ“，其中ｚｏｎｅ１：采用具有线性、非线性自由表面边界条件的高阶面元法，ｚｏｎｅ２：对于层流、湍流边界层采用动量积分法，ｚｏｎｅ３：采用雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ．Ｓｔｏｋｅｓ方程，ｋ－ｅｐｓｉｌｏｎ湍流模型求解，求解速度较快，但ＳｈｉｐＦｌｏｗ不能进行动网格方面的计算，且软件价格昂贵，限制了它的使用。
综合各种因素，选择了现在国内应用比较广泛的Ｆｌｕｅｎｔ作为计算工具。
图１．６ＳｈｉｐＦｌｏｗ中的三区计算理论从目前查到资料来看，北京理工大学ｆ２Ｊ、北京装甲兵工程学院［Ｊ７】等单位对两栖车辆的航驶阻力进行了数值模拟，但模拟没有考虑车体行动部分，有的对车体结构也进行了简化，图１．７、１．８、１．９是中国北方车辆研究所对两栖车辆的仿真计算ｎｇ】，其中图１．７和１．８是恒定车速时的速度和压力分布，此方案没有将行动第一章绪论部分收起，且前面只加了挡水板，还不是艏滑板；图１．９是车辆加速时的水相分布，此方案中已将行动部分收起，且车体前面加上了艏滑板，但履带等还是做了图１．７车体前部的速度分布图１．８车体压力分布大量的简化。
水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真系统研究
陈泰然;耿昊;王典;邱思聪;孙旭光
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】为解决水陆两栖车辆水动力性能参数获取难度大、运动姿态预测慢等问题,设计一种两栖车辆水上运动特性实时仿真系统,实现仿真模型的驱动、运动姿态预测以及数据的监测和输出,通过动态流体-物体相互作用数值计算方法对车体动力学系数进行修正,提升了实时仿真系统的精度。
在此基础上研制试验样车,对不同工况下实时仿真系统的准确性进行验证。
试验结果表明:所构建的两栖车辆水上运动特性实时仿真系统兼具计算精度和计算效率,可以快速准确地预测车辆的运动姿态,适用于多种复杂工况,具有姿态预测的泛用性。
新系统在两栖车辆研制阶段、驾驶员培训、半实物仿真演练、复杂环境模拟等方面具有较强的应用价值和应用前景。
【总页数】14页(P1402-1415)
【作者】陈泰然;耿昊;王典;邱思聪;孙旭光
【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院;北京理工大学重庆创新中心;中国北方车辆研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U469.693
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履带车辆牵引特性的仿真与验证
韩立军
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2013(51)2
【摘要】履带车辆的地面牵引特性是反映车辆行驶性能的重要指标之一.通过实车试验对某履带式车辆在不同路面上进行测试,获得地面牵引力与滑转率的一一对应的关系,并通过建立履带车辆的多刚体动力学模型和指定土壤的路面模型,对该车辆模型进行了虚拟试验测试,所得到的车辆地面牵引力与滑转率的对应关系与实车试验结果有较好的一致性,研究结果表明,文中所采用的方法可以用来估计车辆的地面牵引特性.
【总页数】4页(P6-8,13)
【作者】韩立军
【作者单位】100072北京市装甲兵工程学院机械工程系
【正文语种】中文
【中图分类】U462.3
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履带式船用水下观察机器人设计与吸附分析
赵飞
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2024(52)10
【摘要】为了解决船体壁面附着物及锈蚀检测不便等问题,对履带式船用水下观察机器人开展设计与吸附分析。
基于设计指标和总体结构,建立机器人运动学模型,求解机器人在直线下滑和纵向倾覆状态下单块磁体所需的理论最小吸附力。
利用Maxwell对磁体模型参数进行优化,并对履带组件上布置单块磁体、N-S正反充磁2块磁体和3块磁体分别进行仿真,确定采用N-S正反充磁布置。
最后制造功能样机进行实验验证。
结果表明:机器人静态不失稳主要取决于其纵向倾覆状态,陆上行走单块磁体理论吸附力要达到230 N,水下运动要达到140 N;磁体模型参数确定为背板厚度3.5 mm、磁体厚度13 mm、仿真及实验船板厚度5 mm;优化后单块磁体与金属壁面满足5 mm以内的接触间距,相邻两块N-S正反方向充磁布置,等效单块磁体与金属壁面满足6.5 mm以内的接触间距;搭建样机验证了机器人设计指标的有效性,同时利用刮泥板有效限制附着物厚度,磁体与金属壁面在接触间距内实现可靠吸附。
【总页数】8页(P134-141)
【作者】赵飞
【作者单位】镇江市高等专科学校电气与信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP241
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两栖装甲车辆水上推进方式研究摘要：两栖装甲车辆是不用舟桥、渡船等辅助设备便能自行通过江河湖海等水障，并在水上进行航行和射击的履带式装甲战斗车辆。
陆地车辆主要有车轮和履带两种基本推进方式，船舶在水面主要用螺旋桨推进。
本文重点研究两栖车辆水上推进装置进行了分类在，分析了各种水上推进装置的工作原理及主要影响因素。
关键词：两栖装甲车辆；水上推进方式；研究1车轮划水车轮划水推进是将轮式车的车轮直接用于水上推进，这是一种最简单、最原始的水上推进方式。
陆上的轮式车辆不必改装，仅经过车体密封就可直接下水，用车轮划水推进。
车轮在水中转动时，下半个轮子通过向后划水获得推力，上半个轮子在车辆的“轮窝死水”内“反划水”产生倒推力（也叫内部阻力），同时消耗与下半个轮子相近大小的发动机功率。
倒推力抵消部分推力，又消耗了无效功，加上一般单轴驱动，三者都导致车轮划水推进的水上行驶速度大大降低，一般在4~5千米/小时，比人在陆地行走的速度还慢。
但它不必改装车辆就可实现水上推进，结构特别简单，成本又低廉，下水不需准备时间，水下划水声音也很小，因此特别适合机动隐蔽、水陆转换方便、速度要求不高的轮式两栖侦察车辆使用。
像法国“潘哈德”轮式侦察车、VBL轮式侦察车、英国“狐”式轻型侦察车等。
它也适于两栖装甲输送车使用，但低速度还是限制了它的推广。
2履带划水推进履带划水推进是靠下支履带划水产生推力。
一般需将上支履带罩住，并加装尾部导流装置。
这种推进方式的结构简单，但航速不高、转向半径较大、水上机动性较差。
与车轮划水相比，虽然负重轮直径与车轮直径相差不大，但我们可以将履带看成是一个巨大车轮接地的一段圆弧，履带还将车轮间的不连续段联成连续的可划水段，履带宽度一般又是负重轮挂胶宽度的两倍以上。
这样，履带就使轮式车辆的单轴驱动变成全轮驱动了。
履带上一定高度的履齿有利于加大划水量，而轮胎上的花纹是为挤出公路路面上的积水，划水效果甚微，以上几方面叠加起来，大大扩大了履带划水表面积和划水量，因而增大了水上推力，能够推动步兵战车和轻型坦克，而且水上推进速度可达到5.5~7.8千米/小时。
某全地形车水上运行阻力仿真全地形车是一种多功能的汽车，它可以在各种不同的地形上行驶，包括泥泞的土地、普通的道路、沙漠、森林等等。
除了在陆地上行驶外，它还能够在水上运行。
在这篇文章中，我们将会对某全地形车的水上运行阻力进行仿真分析。
首先，我们需要考虑的是全地形车在水上的行驶状态。
在水上行驶时，全地形车需要向前推动水，并克服水的阻力才能够前进。
因此，行驶阻力是影响全地形车水上运行能力的最主要因素。
其次，我们需要了解全地形车的重量和结构。
重量对水上运行的影响较大，因为如果全地形车太重的话，就需要更大的力量才能够使车辆向前推进。
而车辆的结构则决定了车身的流线型程度，也会影响到行驶阻力的大小。
接着，我们需要利用计算机检测出全地形车的行驶速度、推力、水上行驶阻力等重要数据。
通过这些数据，我们可以准确地计算全地形车在水上行驶的阻力值。
最后，我们需要对全地形车的设计进行全面调整。
通过对全地形车的整个结构进行优化，我们可以有效地减少车辆在水上行驶时的阻力。
比如，增加车身的流线型设计，改善车辆行驶的平衡性等等。
总结起来，全地形车在水上行驶的阻力是由很多因素组合起来产生的。
在实际应用中，我们需要结合车身结构和行驶状态，经过不断的分析和调整，才能够得到最佳的运动参数，使车辆在水上行驶时阻力最小，达到最佳的行驶状态。
在进行全地形车水上运行阻力仿真时，我们需要涉及到一些相关数据，以下列出这些数据并进行分析。
1. 全地形车的重量全地形车的重量对水上运行的影响非常大，因为如果全地形车太重的话，就会需要更大的力量才能够使车辆向前推进。
一般来说，全地形车的重量在1吨到5吨之间。
2. 轮胎的类型和尺寸不同的轮胎类型和尺寸对车辆的水上运行阻力也有一定的影响。
一般来说，半球型的轮胎比较适合水上行驶，而大尺寸的轮胎也可以增加车辆的浮力。
3. 推力和水上行驶速度推力和水上行驶速度也是影响车辆阻力的重要因素。
比如，如果全地形车的推力太小，就会导致车辆无法顺利前进，同时，如果车速过快也会增加车辆的阻力。
履带车调研报告履带车调研报告摘要：履带车是一种多用途工程车辆，广泛应用于建筑、矿山、农业等领域。
调研发现，履带车具有良好的通过性能、操控性和负载能力，但在燃料经济性、环保性方面仍有改进空间。
报告提出了一些建议，以提高履带车的性能和可持续性。
一、绪论履带车是一种装备有履带的多用途工程车辆，主要用于在恶劣地形和条件下进行工程作业。
在建筑、矿山、农业等领域具有广泛的应用。
本报告的目的是对履带车进行调研，了解其性能、操控性、负载能力等方面的情况，并提出改进措施。
二、调研结果1. 通过性能：履带车具有良好的通过性能，可以在泥泞、崎岖的地形上灵活行驶，具有较高的通过能力。
2. 操控性：履带车的操控性较好，驾驶员可以通过操纵杆对车辆进行精确控制。
某些高级履带车还配备有自动驾驶系统，提高了操控的便利性。
3. 负载能力：履带车的负载能力相对较高，可以承载大量的货物和材料。
一些特殊型号的履带车还具有起重、吊装等功能，可用于各种工程作业。
4. 燃料经济性：调研发现，目前履带车的燃料经济性较低，耗油量较大。
这不仅增加了使用成本，也对环境造成了负面影响。
5. 环保性：履带车的废气排放量较大，对空气质量造成了一定的影响。
部分履带车使用的柴油还含有硫，对环境污染较为严重。
三、改进建议1. 提高燃料经济性：研发新型高效引擎，增加燃料利用率，减少燃油消耗，降低使用成本。
同时，推广使用燃料电池技术，实现零排放，提高环保性能。
2. 减少废气回收：改进废气处理系统，增加颗粒物和有害气体捕捉的效率，减少废气的排放量。
对于使用硫含量较高的柴油，应进行处理，降低硫排放量。
3. 提高车辆轻量化水平：采用轻量化材料，如铝合金等，减轻车辆的整体重量，提高车辆的能效性能。
4. 加强科技创新：增加对履带车领域的科研投入，推动技术创新，提高履带车的性能和可持续性。
5. 加强监管和管理：制定严格的排放标准，对履带车的废气排放进行监管。
加强对履带车的维护和管理，提高车辆的使用寿命和性能。
