2023年第一期“王仁力学讲座”举行 潘光教授介绍水下无人系统设计中的力学关键技术

3月3日,北京大学工学院力学与工程科学系春季学期第一期“王仁力学讲座”在工学院1号楼210会议室举行。本期讲座邀请西北工业大学航海学院院长,“水下信息与控制”国家级重点实验室和“无人水下运载技术”工信部重点实验室主任,国家一流本科专业“船舶与海洋工程”和国家一流本科课程“流体力学”负责人潘光教授为主讲人,作题为“水下无人系统设计中的力学关键技术”的学术报告。讲座由北京大学工学院力学与工程科学系副主任裴永茂教授主持。北京大学工学院院长段慧玲教授,工学院副院长、力学与工程科学系主任杨越教授,力学与工程科学系副主任杨延涛研究员与近百名研究生共同参加。

潘光作报告

针对海洋大数据采集、海洋牧场监测、海洋安全等应用场景,亟需研发新型高端水下装备,助力海洋强国梦。水下无人系统作为智慧海洋的水下移动节点,是海洋领域必不可少的重要研究内容。力学研究与水下无人系统的强度、运动、水动力特性、噪声特性都息息相关,在解决具有重大需求背景的水下无人系统设计中发挥至关重要的作用。水下无人系统运动时,常常伴随包括空化、湍流、相变、辐射噪声等多种因素在内的复杂流动现象。潘光团队在水下航行器结构轻量化设计与力学分析、仿蝠鲼柔体潜水器大变形流场、水下航行器高速入水空泡及载荷、泵喷推进器精细流场及水动力噪声的力学关键问题方面进行了许多研究并取得了许多成果。

学生认真听讲

潘光介绍了目前水下无人系统的一些应用、我国现在的一些研究进展和世界上的差距,以及团队研发的在水下一千米采集到珊瑚礁样本的仿蝠鲼柔体潜水器。由于水下任务的多样性、研究相关问题不同、水下无人机系统的形态千差万别,所涉及的力学关键技术和科学问题也有差异。潘光详细地从“水下航行器结构轻量化设计与力学分析”“仿蝠鲼柔体潜水器”“水下航行器高速入水空泡及载荷”“泵喷推进器”四个方面,讲述了不同问题中的不同力学关键技术和问题以及求解的方法和过程。其中,潘光重点讲述了仿蝠鲼柔体潜水器的研究过程,通过仿生外形-结构-运动设计的思路,观察运动模式得到运动学方程;建立了以提取特征点位置和运动轨迹的静态与动态相似度评价体系;通过扑动流场特性、大变形流场双向流固耦合数值模拟方法、流固耦合的求解策略对问题进行了数值模拟,并使用DPTV流场试验对微观的涡结构进行了研究。潘光强调了水下无人机系统的广泛应用在海洋开发和利用领域的重要性不亚于运载火箭在探索空间,而力学在水下无人机设计中起到了举足轻重的作用。

提问交流环节

报告引起在场师生的强烈兴趣。报告结束后,同学们对相关领域的问题进行了提问,潘光一一进行了详细的解释和回答。北大工学院力学与工程科学系向潘光赠送了带有“王仁力学讲座”LOGO的特制纪念品,表示纪念和谢意。

赠送纪念品

合影留念

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