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高精度的水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)在管道检测、搜救以及回收对接等方面发挥着越来越重要的作用。抗海流干扰能力是衡量AUV航行性能的重要指标之一,而解决AUV航向保持问题是提高AUV抗干扰能力的最主要内容,并且已经成为国内外学者研究热点。AUV在实际工作中受到的干扰主要来自复杂海洋环境中各个方向的海流。因此,本文研究了 AUV在海流作用下的运动规律及在海流作用下航向保持问题。首先,研究了在海流干扰下AUV漂流运动的数值模拟。建立AUV、螺旋桨、舵的全附体几何模型以及海流模型,应用多块混合网格方法对模型进行网格划分。基于CFD与六自由度运动方程,加载海流模型与漂流UDF,模拟AUV的漂流运动,研究海流引起的AUV水动力特性和运动姿态角变化。对AUV进行直航验证,对比实验数据,验证模拟结果的可靠性。漂流数据表明:在海流干扰下AUV的姿态角与轨迹出现较大的偏差。在7.8s时,0.2m/s侧向流对AUV的航向角偏差可达到12度。其次,研究了 AUV改变航向操纵数值模拟。基于舵运动机理,参考舵实际偏转角速度,设置转舵运动模块。在直航的基础上,加载转舵运动模块与转舵UDF,完成了AUV改变航向操纵数值模拟。模拟数据与实验数据进行对比,验证数值模拟的有效性与准确性。数据表明:当AUV运动到8s时,航向角达到12度,回转角速度为12.5度每秒,侧向速度达到0.45m/s,可以为转舵抗流模拟提供数据参考。最后,研究了 AUV转舵保持航向的抗流模拟。基于漂流模拟与操纵模拟分析,在AUV直航的基础上加载转舵运动模块、海流模型和抗流UDF,模拟AUV转舵,分别抵抗0.2m/s、0.5m/s侧向流与0.5m/s垂向流对AUV的干扰。对比仿真实验数据和漂移模拟数据表明:舵以0.2rad/s角速度偏转至17.8度时,可以快速的抵消0.2m/s侧向流对AUV航向角的偏差,保持AUV航向;可以抵抗0.5m/s垂向流对AUV纵倾角的偏差,但是由于舵角过大,出现正纵倾,不利于AUV航向保持;不能抵抗0.5m/s侧向流对AUV产生的航向角偏差。本文创新成果如下:(1)针对抗流探索出的多块动态混合网格,可以实现AUV的6DOF运动。(2)AUV带桨、舵自航过程中加入海流模型,实现AUV及其附体漂流模拟。(3)实现了在海流作用下依靠操舵保持AUV航向的数值模拟。