潛水艇的案例
無人潛水艇的設計與仿真
文章來自：MATLAB
近幾年很多研究機構和公司開始進行船舶無人化研究，這種應用未來會有廣闊的前景，比如海上救助打撈、海底設備檢修、海洋考察等，無人潛水艇能有效減少人員費用的支出并提高航行的安全性。
作為新興的先進海洋裝備，無人潛水艇需要攻克動力、導航、通訊和船體控制等技術難題。
一方面需要成熟的路徑規劃算法，靈巧的操作和避障能力，可以按照既定的路線自主航行躲避障礙，另一方面需要遠距離水下數據采集和通訊能力，確保作業任務的質量。
在這一領域，借助 MATLAB 和 Simulink 強大的物理建模和仿真能力，可以為您的船舶設計,系統設計和人工智能開發大幅提高效率。
在本文中，我們將描述如何在 Simulink 里對一個假想的六推進器無人艇進行動力學建模，海底環境建模，以及對一個未知位置的海底黑匣子搜索任務的算法開發。
如下圖所示，我們假想的無人艇裝配了 6 個推進器和 7 個傳感器：
1）一左一右兩個主螺旋槳，高效率地提供向前的推動力以及橫向轉向。
2）兩個上下方向的小推進器，輔助無人艇的上浮，下潛和縱向轉向。
3）左右貫通的兩個側向推進器，輔助無人艇橫向轉向以及側向平移。
展開 3D打印可研制潛水裝置 潛藏“藍海”有待挖掘
相比以往的很多水下呼吸裝置，該產品的重量更輕，可以將潛水員從笨重的氧氣瓶中解放出來，給潛水員長時間在水中活動創造了條件。
目前，該潛水裝置至少需要32立方米的水才能夠支撐人類在水中的正常氧氣消耗，只要水下的面積較為廣，從理論上來講，該設備就可以給人們提供源源不斷的氧氣，這就避免了傳統的氧氣瓶內的氧氣在短時間內容易耗盡的缺陷。
由于溫室氣體的大量排放，溫室效應使全球的環境發生了巨大的改變。尤其是最近幾年，海平面上升的速度越來越快。據科學家們預測，全球氣溫到2100年時將上升3.2攝氏度，由此引發的海平面上升將影響全球超過30%的人口，海拔較低、離海洋較近的地區和城市都有被海水淹沒的危險。萬一有險情發生，3D打印的水下呼吸裝置可能會在關鍵時刻有效地保障人們的生命安全。
3D打印潛藏的“藍海”有待挖掘
目前，隨著技術的成熟，3D打印除了可以用來研制水下的呼吸裝置以外，還可以用于潛水眼鏡、潛水面具、潛水艇等產品的研發和生產。例如，借助3D打印技術，全球第二大郵輪運營商皇家加勒比游輪公司已經借鑒業界其他公司的經驗，開發出了一款叫做SeaSeeker的潛水面具。
據了解，SeaSeeke面具的外面有一個磁性按鈕，按下就可以開始錄制視頻。該面具可以在150英尺(約45米)的深度拍攝30分鐘左右，潛水愛好者可以借助SeaSeeker來拍攝風景優美的海底世界。此外，該產品的藍牙、WIFI、高清視頻捕捉以及水下錄音等功能也受到了用戶的喜愛。
除了3D打印面具之外，利用3D打印技術還可以制造潛水艇。今年7月，美國海軍公布了第一艘3D打印的潛艇船體。該船體完全按照和洛杉磯級攻擊核潛艇對接的標準，由高科技材料打造而成。在采用3D打印技術后，制造潛艇的時間減少了許多，同時還可以節約成本。
展開 普京披露多款大殺器進展：正造9倍音速反艦導彈
據普京介紹，這些導彈需要通過海上平臺發射，即系列水上、水下艦船和潛水艇，其中包括為“口徑”高精度導彈建造或已完成的艦船。
航空詞匯知多少——聲吶
被動式聲吶可以監聽潛水艇發出的噪聲。
常見詞條
dipping/dunking sonar：深水聲吶
工程師打造出一種新型軟體機器人：可從路面機器人變為無人機
另一個測試模型將這種材料作為潛水艇的基礎，它可以潛入水族館底部，然后舀起彈珠并將它們帶到水面。
這項研究的論文共同作者Edward J. Barron III說道：“我們對這種材料為多功能機器人帶來的機會感到興奮。這些復合材料足夠強大，可以承受來自馬達或推進系統的力量，但又可以輕易地變形，這使得機器可以適應它們的環境。”
世界上最酷的工作：研發各式機器人及用例
波菲力的團隊還在研制一種機器人潛水艇，用來幫助圈養的動物。帶有螺旋槳的潛艇會傷害動物。因此，研究人員正在研制一種“安全”的潛艇，它的所有運動部件都在里面。水族館的訓練人員可以使用機器人潛水艇與海豹或海象等動物玩耍。例如，馴獸師可以把食物附在潛艇上，讓動物“捕食”，就像它們在野外捕食獵物一樣。
有性格的機器人
當瑪雅·瑪塔里克（Maja
Matari?）上高中時，她曾編寫一個計算機程序，可與某人“交談”。用戶可以在計算機中輸入消息，程序隨后會顯示回復。現在，位于洛杉磯南加州大學的一名機器人專家正在領導名為“社會輔助機器人”的項目。這些設備可以說話、做手勢，四處走動。
圖3：瑪塔里克的團隊正在設計一種機器人，可以幫助有溝通障礙的人練習社交技能
瑪塔里克希望她的機器人幫助身患疾病或有身體殘疾的人。例如，患有阿爾茨海默病的人會出現記憶和大腦功能問題，可能需要心理練習的幫助。中風后試圖恢復手臂功能的人，可能需要鼓勵來繼續做有益的練習。可是，由于沒有足夠的人來提供所需的各種幫助，這就需要“技術介入”。
在一項研究中，瑪塔里克團隊測試了機器人幫助中風患者的恢復情況。中風通常是由于大腦中的血管破裂或血液凝結導致血液無法流向大腦所致，少量細胞在中風時死亡。所以后來的部分身體（像手臂），可能變得脆弱或麻木。病人必須不斷地鍛煉才能恢復功能。然而，這些練習可能是困難和不愉快的。
瑪塔里克和她的同事為膝蓋高的機器人編程，督促病人進行鍛煉，然后監測病人的運動。如果這個人主動地使用他或她的手臂，機器人就會給出鼓勵言辭。研究小組在6名中風患者身上測試了這個機器人。當機器人在場時，病人往往會比沒有提示的情況下更久地進行鍛煉，并遵循指令。
接下來，研究人員測試了機器人的性格是否影響了人們對它的反應。機器人可以直接靠近患者，大聲說話，并做出有力的陳述，比如“你能做到!”
展開 默克爾出席儀式~這艘全球最大極地級探險游艇鋪設龍骨
船上還配有2架直升機和2塊著陸墊供觀景探險使用，還有2艘7人座的潛水艇、8艘電子海陸兩用專用劃艇、滑雪、沖浪、皮劃艇、垂釣設備、沖浪板、潛水和浮潛設備、加壓室、潛水支持供應船和多人ATV汽車。
這艘新船還會配備最先進的海上動態定位技術；在電腦控制系統的情況下，讓推進器和螺旋槳自動維持船體自身位置。通過這種技術，豪華游艇可以在不使用船錨的情況下，浮在珊瑚礁上以及其他水下奇觀上。也正是有了這個技術，在冬季，“Crystal Endeavor”號可以暢游在北極地區；然后沿著美洲與歐洲海岸跟隨遷徙鯨魚的路徑前往南極。
MV Werften船廠母公司云頂香港執行主席兼首席執行官林國泰介紹說，“很高興經過2年的設計后，現在迎來了鋪設龍骨儀式，這是目前斯特拉爾松船廠建造的最有價值的船。”
“Crystal Endeavor”號于今年1月切割了首塊鋼板，開始動工建造，計劃將于2019年年底或2020年初交付。斯特拉爾松船廠大約500名工人將參與該船的建造，另有大約500家合同轉包商參與。
“Crystal Endeavor”號建成后將成為世界上首艘達到PC6極地級別的專門用于極地旅行的游艇，因此，在夏季和秋季，它將能夠在極地地區當年形成的新冰層中巡航。水晶郵輪透露，“Crystal Endeavor”號將運營南極和北極、美洲海岸、歐洲、大西洋和太平洋的偏遠島嶼以及熱帶地區等水域的探險風格航線。
展開 成功實現的正反旋轉軸向磁通電機
如果是這樣那用處就太多了，船、飛行器、潛水艇，甚至是上火星的飛行器都行，總之天上飛的，地上跑的海里游的都可以用，想想就有點小激動，想象著成功應用后上天入海的自由。
船，無人機、火星飛行器和機器人
既然可以用的地方那么多，就開始著手設計加工個樣機吧，錢不多，先做個小尺寸小功率的，開始畫圖、加工、繞線、裝配、測試，一堆的事逐步展開工作，下面的是三維渲染圖。為了安裝碳纖維的漿葉，在正反的兩個轉子上加工了安裝漿葉的結構。
正反軸向磁場電機模型
最后，經過一個月的加工和組裝，終于完成了！效果如下。
做了兩個裝在一起，通過航模遙控器的油門控制，往上推油門是一個方向，往下推就是反向。如果這個做更大的功率的型號，應該就可以上天了吧。
展開 愛知工廠關閉，日本造船業的象征倒了
2002年，石川島播磨重工曾經因城市再開發而遷移原東京第一工廠；2012年，三菱重工縮小了神戶造船所的產能，為建造潛水艇而特化；今年，三井E&S造船決定縮小千葉事務所的商船建造比例。
2013年，石川島播磨重工與日本環球造船合并成立了日本造船聯合（JMU）。當時，雖然愛知工廠并不在合并范圍之內， 但如果JMU接單量開始增加，愛知工廠還是有可能成為JMU的轉包船廠。然而，隨著日本造船業在全球市場所占份額的逐步減退，愛知工廠作為JMU轉包船廠的意義也不復存在。
2017年，日本船企接單量在全球市場所占份額降至僅7%。與之相比，擁有高技術和生產力的韓國船企接單量所占份額為43%，以廉價勞動力成本為優勢的中國船企接單量份額為35%。日本造船業人士稱，盡管全球市場正在逐漸擺脫最糟糕的時期，但即使是日本航運公司也選擇在中韓船企下單訂船，日本國內船企因此難以接獲新訂單。
展開 Abaqus求解器類型應該如何選擇 衡祖仿真
聲學功能提供瞬態聲固耦合分析，例如潛水艇在沖擊載荷作用下的響應分析以及沖擊載荷在水下傳播。聲學分析的功能與模擬氣泡載荷、流體的空化和有無海床對液體表面的影響等功能有機結合。
總結：
Abaqus/Standard 求解器是一個強大的通用求解器，可用于從靜態問題到動態問題的各種分析。而Abaqus/Explicit 求解器是一種更專業的工具，它特別適用于涉及復雜接觸的高度不連續的短期動態非線性情況，也適用于涉及材料失效和結構剛度突然變化的問題。因此，如果您正在處理靜態問題，例如尋找桌子腿的應力，或平滑動態問題，隱式求解器很可能是更好的選擇，但如果您正在分析具有大量接觸交互，例如手機跌落測試或車禍，那么 Explicit 則是更好的選擇。
展開 風洞測試 | 從RUAG風洞到HORIBA風洞，HBK如何賦能？
應用行業
汽車
航空航天
軌道交通
研究與教育
體育
RUAG 風洞
空氣動力學分析
安裝在 RUAG 風洞自己的載荷天平系統上的測試樣件能夠做真正的空氣動力學分析；
測試樣件: 必須要考察空氣動力學在空氣、水中或者在地面上移動的任何東西: 飛行器、火箭、潛水艇、體育裝備 (大雪橇、游艇龍骨翼)、車輛 (F1、 頭盔)；
測量的主要參數: 氣動力和扭矩 (升舉、曳引、側向力；偏航、側滾和俯仰力矩 ) 通過一個天平系統 (懸臂梁式) ，測試樣件就固定在這個天平系統上；動態壓力和靜態壓力；
RUAG 空氣動力學分析的典型系統配置
數據采集系統
單臺或多臺 HBM MGCplus 數據采集系統
從幾個通道到 >100 個通道
高精度靜態通道 (例如: 天平系統) 和動態通道 (例如: 傾角儀、壓力信號) 一個數采系統覆蓋
開放的接口(Linux, Java, C, Python, 等)
各種傳感器
天平系統
熱電偶
傾角儀等
HORIBA 風洞
HORIBA 的風洞天平系統
享有良好的聲譽并積累了成功記錄；
為滿足新型風洞不斷增長的要求尤其是適當的仿真模擬，HORIBA 研發出 全尺寸汽車天平和道路模擬系統，這個一體化系統包括： 1個6-分量天平、 1個5-帶可旋轉車輪道路模擬試驗機和 車輛支撐系統。該系統配備可旋轉車輛升舉系統、相關的電氣系統、伺服控制器、天平相關PC和軟件、數據采系統和安全裝置。
展開 
海上鉆井平臺為什么能經受住海浪的沖擊？
它由數根立柱將巨大的平臺支撐出水面，長長的立柱深入海水中，下方有浮力很大的巨型浮箱，通過調節浮箱內海水的容量來控制整個平臺的深潛程度，這和潛水艇的原理極為相似。由于浮箱所處的深度位置海水動蕩較小，而近海面部分沖擊力較大的海浪對立柱的影響又相當有限，因此大跨度的半潛式鉆井平臺穩定性非常好，足以承受12級以上的大風和20～30米高的海浪。
隨著海上鉆井平臺技術的不斷發展，一種更新型的張力腿式平臺又出現了。這種平臺在半潛式平臺的基礎上，利用特有的張力腿結構，將平臺臨時錨固在海底基礎上，并充分發揮了鋼制垂直構件耐拉性好的特點，更好地限制了鉆井平臺橫向漂移的傾向，能在近千米水深的海上鉆探。可以預見，海上鉆井平臺的不斷發展，將為人類開發海洋作出更大的貢獻。
來源：科普中國
展開 什么是透平機？詳細解讀透平機組原理和系統！
汽輪機主要用于火力發電廠，驅動發電機發電；也用于遠洋大型船舶和潛水艇作為主機驅動螺旋槳，推進船舶。
燃氣透平--它與壓氣機、燃燒室成為燃氣輪機裝置的三大主要部件。空氣供入壓氣機，壓縮成較高壓力和溫度的壓縮空氣，流入燃燒室與燃料混合、燃燒，形成高溫、高壓、高速的燃氣流，流入燃氣透平并推動燃氣透平旋轉，經透平軸輸出機械功。燃氣透平轉速高達每分鐘數萬轉。現代燃氣透平應用最廣泛的是作為噴氣式飛機的推進動力，有的用作艦船動力、發電廠、尖峰負荷用小型電站，也作為遠距離輸送天然氣的氣泵的動力。用作機車、汽車動力的燃氣透平還在研制試驗中。??
還有一種燃氣透平用于火箭發動機，它作為壓送火箭推進劑（燃料和氧化劑）的輸送泵的動力，由一個氣體發生器利用化學作用產生所需要的高溫氣體，吹動透平旋轉，帶動輸送泵運轉。??
另外，還有以壓縮空氣為工質推動透平旋轉的，只能作為微小動力用，這種透平稱為空氣透平。
展開 這些超人性化設計，看完只想點贊！
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在曼谷一個購物商場里
配置了“幫助”和“自助”兩種購物籃
滿足你不同的需要
挪威的垃圾桶旁邊
會有一些放置易拉罐的裝置
其實是幫助那些流浪的人
方便回收飲料瓶
在日本的衛生間
內門鎖設計成了置物臺的樣子
這樣，在離開時便不會忘記
放在上面的手機、錢包等小物品了
在一個公園內
凳子下面安裝了一條軌道
這樣，便可以隨時坐在樹蔭下
在佛羅倫薩的烏菲齊美術館
一些著名的繪畫作品旁邊
會放置一個立體浮雕版本
讓盲人及視障朋友們
也能輕松欣賞藝術
一家兒童醫院的核磁共振房間
被設計成了海底世界的樣子
機器則像一只潛水艇
讓孩子們不再懼怕檢測
椅背上的凹槽
其實是為了方便
放置背包而設計的
在捷克布拉格一家超市內
洗衣液等洗滌劑是自助可充式的
如果你沒帶瓶子
則需要單獨花錢購買
這是一款可自稱重量的行李箱
簡直是出門坐飛機
被限重行李時的必備神器！
展開 來自海綿骨架的啟示：可簡化空間飛行器的工程設計（轉載）
仿生學廣泛應用于科學領域，比如人們根據蒼蠅飛行維持平衡的平衡棒發明了振動陀螺儀、根據蝙蝠的超聲波定位發明了雷達、根據魚通過魚鰾上浮下沉發明了潛水艇等等，這樣的例子還有很多。
1841 年，英國生物學家 Richard Owen 在菲律賓附近發現的一種新海綿物種，其復雜的骨架結構讓他為之稱奇。他寫道：“這種動物就像是‘一個精致的聚寶盆’，一個由堅硬、閃亮、有彈性的線編織而成，類似于玻璃紡成的細毛。”
這海綿生物叫作 Eupletella aspergillum，它的骨骼確實是由玻璃做的，進一步講其實是海綿從海水中提取的酸合成而來。另外，它還有一個非常好聽的綽號，叫 “維納斯的花籃”。
180 年后，科學家們仍然對這種獨特的海綿生物感到驚奇。比如它擁有驚人的壽命，能存活上千年之久；能夠以光纖的方式將光通過硅絲。在近 20 年里，哈佛大學的一群生物學家、材料科學家和工程師們一直致力于研究這種海綿生物，探究其玻璃骨架的復雜架構。他們最近的一項實驗研究表明：它的骨骼異常堅固，以至于幾乎無法破壞掉。“這有點像工程設計的圣杯。” 亞利桑那州立大學工程學副教授 Dhruv Bhate 說道。
海綿骨骼放大圖
這種海綿骨架的強度來源于其獨特的晶格模式。早在 20 年前，這種結構便首先引起了哈佛材料科學家和化學家 Joanna Aizenberg 的興趣，而 Aizenberg 最近研究的合著者之一 katia Bertoldi，她看到這種獨特格子圖案的第一眼就被它迷住了。“這是一種周期性的體系結構，但這絕不是一個簡單的體系結構。”Bertoldi 說。他們表示，構成這種獨特骨架的玻璃梁與桁架有很多共同點。
相信大家都有所了解，桁架是用來穩定橋梁和摩天大樓的梁的組合。
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