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武汉大学学报(工学版)2025年第04期:风场下舰载系留无人机系统的非线性特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李亚泽;张素侠;刘洪德;

单位:天津大学机械工程学院力学系;天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室;

摘要:以舰载系留无人机系统为研究对象,考虑舰船垂荡运动,研究了舰船垂荡和外部风场共同作用下系留无人机系统的动力学响应。将无人机运动简化为系留缆绳上端边界条件、舰船垂荡简化为系统的垂向激励,对均匀风场与舰船垂荡运动下系留无人机系统的动力学响应进行数值分析。研究结果表明:在均匀风场作用下,当垂荡频率为0.25 Hz时,系留无人机系统中缆绳产生松弛-张紧的现象,此时系留无人机的庞加莱截面图上出现了成片且具有层次结构的密集点,无人机处于混沌的非线性运动状态。最后通过模型实验验证了本文理论计算方法的正确性,表明了研究结果的可靠性。研究结果可为系留无人机系统在舰船上的安全运行提供理论参考。

关键词:均匀风场;;舰船垂荡;;舰载系留无人机系统;;非线性动力学响应

基金资助:国家自然科学基金资助项目(编号:51479136);; 天津市自然科学基金资助项目(编号:17JCYBJC18700);; 装备预研基金重点项目(编号:61403110101)