仿生抗振机器人

主动抑制立管涡振

一种表面安装的流动干扰机器人，通过仿生设计主动控制深海立管的涡激振动，相比传统被动抑制器实现分布式自主调控。

Shanfei, Fan · 郭晓强 · Kelun, Yang · Reza N., Jazar · Leonel, Edson Denis · Nerguibaatar, Tsend · Xianbin, Liu · 75995873 · Dai, Liming · 刘俊 · Ning, Zong · 陈鹤 · Jia, Na · 李欣业

Ocean Engineering 2026

具体参数

总疲劳损伤降低

{'zh': '37.58', 'en': '37.58'} %

最小疲劳寿命提高

{'zh': '131.64', 'en': '131.64'} %

均方根顺流向位移降低

{'zh': '9.07', 'en': '9.07'} %

技术优势

主动抑制涡振

仿生流动干扰机器人主动扰动立管周围流场，通过改变涡脱落模式来抑制振动，而非依赖被动耗能结构。

显著降低疲劳损伤

在 1.8 m/s 流速下，经优化部署的机器人使立管总疲劳损伤比裸立管降低 37.58%。

延长最小疲劳寿命

在 1.8 m/s 流速下，优化配置使立管的最小疲劳寿命提高 131.64%，有效避免最薄弱位置过早失效。

支持自主集群部署

基于人工势场法将离散优化点转化为连续部署指令，使机器人可分布式自主控制，无需集中式干预。

应用场景

• 深海立管振动控制：主动抑制涡激振动，避免疲劳失效，延长立管寿命。
• 水下机器人：作为载体实现流场主动扰动，可分布式自主控制。
• 海洋工程结构：适用于深海立管等细长结构的振动控制。
• 深海采矿系统：可降低采矿立管的振动损伤，保障作业安全。