近日，中國科學院沈陽自動化研究所科研團隊提出了一種可提高自主水下機器人續航力的方法，通過采用多孔介質材料作為耐壓殼體表層，降低航行阻力，可使自主水下機器人在外形和電池容量不變的情況下“游”得更遠，相關成果發表于Ocean Engineering。
目前，大多數自主水下機器人通過自身攜帶能源供電，受電池能量密度等因素影響，為提高其續航能力，通常會選擇低功耗電子設備、高效推進方法和低阻力外形設計。沈陽自動化所海洋信息技術中心研究人員提出了一種采用多孔介質材料作為耐壓殼體表層的方法降低航行阻力，從而提高自主水下機器人的續航能力。
在該項研究中，科研人員分析了自主水下機器人表面采用多孔介質材料作為耐壓殼體表層時的力學特性和減阻機理，并以Renus100AUV和Suboff本體為研究對象，開展了多工況條件下的仿真對比測試，結果發現，多孔介質材料的厚度及粘性系數與水下機器人的航行阻力密切相關。航行阻力隨著多孔介質的厚度和粘性系數的增加而增大。以Remus100AUV以航速1.54m/s航行為例，當多孔材料的粘性系數約為830 kg/m3s時，水下機器人表面附著多孔材質時的航行阻力與表面無多孔材料時的航行阻力接近；當多孔材料的粘性系數小于830 kg/m3s時，其航行阻力比表面無多孔材料時的航行阻力小，并且航行阻力隨著多孔粘性系數的減小而減小。
仿真與試驗結果表明，多孔介質材料能夠改變水下機器人表層流體特性，并且在一定工況條件下，附著在水下機器人表面的多孔介質材料確能減小水下機器人的航行阻力，從而在其它條件相同的情況下可進一步提高自身續航能力。
水下機器人附近流體速度梯度變化圖
紅色圓圈內表示圓柱體穩定航行時表層有無多孔介質的阻力對比情況
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