長續航力AUV多學科優化評估模型

　　近日，中國科學院沈陽自動化研究所在長續航力AUV（自主水下機器人）的基礎研發方面取得新進展，相關成果以《基于多學科優化設計框架的長航程自主水下機器人概念設計》為題發表在海洋工程領域國際頂級期刊《海洋工程》上。

　　長航程AUV的續航能力和其自身的航行阻力、可攜帶的電池量以及搭載的設備載荷等密切相關，同時還需要耐壓能力，設計過程中需要考慮的耦合因素較為復雜。針對現有長航程AUV總體設計中缺乏定量性表征的技術現狀，綜合考慮AUV外型學科、流體學科、結構學科和能源學科等多學科性能，科研團隊建立了包含AUV水動力性能評估、耐壓殼設計、能耗估計等多考慮因素的長航程AUV多學科優化設計框架。 

　　沈陽自動化所海洋機器人前沿技術中心研發團隊提出了一種自適應代理集成方法來替代計算昂貴的水動力分析過程，采用CCS規范推薦的方法進行金屬材料耐壓殼設計，采用經典層壓理論和Tsai-Wu準則對復合耐壓殼進行設計，最后通過能量消耗模型評估AUV續航能力?；赑SO全局搜索算法的驅動，在方案設計階段，通過代入材料特性、外附體特性、AUV航控功耗、執行機構效率等工程數據，即可獲得AUV在設計約束下的最優外徑、最優航速等關鍵技術指標。 

　　針對大范圍海洋自主移動觀測需求，基于所提出的多學科優化設計框架，研發團隊研制了“海鯨2000”輕型長續航力AUV?！昂ｖL2000”AUV優異的續航能力表現證明了所提出的多學科優化設計方法作為初步設計分析工具的價值。 

　　該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院先導專項、機器人學國家重點實驗室、遼寧振興人才計劃等大力支持。