預測結(jié)果與海試數(shù)據(jù)對比
“海鷗”號無人帆船航速性能預測結(jié)果
近日，中國科學院沈陽自動化研究所海洋機器人前沿技術(shù)中心研發(fā)團隊在無人帆船設(shè)計方面研究取得新進展。相關(guān)成果以Towards a General Design Evaluation Tool: The Development and Validation of a VPP for Autonomous Sailing Monohulls為題發(fā)表在海洋工程領(lǐng)域期刊Applied Ocean Research上。
航行速度是單體無人帆船的一個重要性能指標，它對無人帆船在海洋科學任務(wù)中的區(qū)域通過性、水團跟蹤能力和觀測效率有較大影響。由于單體無人帆船的船體和龍骨的設(shè)計通常基于任務(wù)需求，采用傳統(tǒng)的、基于經(jīng)驗公式和梯度求解器的速度預測程序（VPPs）來估計速度性能會導致較大的誤差。科研人員提出了一種通用的VPP，用于幫助設(shè)計者在設(shè)計初始階段有效的評估特定設(shè)計在各種風力條件下的速度性能?？蒲腥藛T一是創(chuàng)新性地開發(fā)了一個增強的遺傳算法（GA）求解器，用來幫助VPP在沒有先驗性能估計的情況下快速收斂；二是創(chuàng)新性地提出了一個基于鄰域信息的優(yōu)化（NIBO）策略，在獨立預測每個外界條件下的性能后，進一步利用相鄰狀態(tài)（相同的真風速或真風角）的鄰域信息加速和優(yōu)化速度預測過程?；凇昂ｚt號”無人帆船的數(shù)值仿真和試驗證明，該方法可以作為一個有效的無人帆船設(shè)計評估工具。
沈陽自動化所海洋機器人前沿技術(shù)中心研發(fā)團隊自2018年起對面向海洋觀測的無人帆船的航行機理、設(shè)計與優(yōu)化等問題展開基礎(chǔ)性研究，并研發(fā)出一型樣機“海鷗號”。相關(guān)論文發(fā)表在海洋工程領(lǐng)域期刊Ocean Engineering和Applied Ocean Research上。
該系列研究得到了國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金等大力支持。
