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作品名称：沧波佑环——基于水动力仿真与差速矢量推进的圆角六边形智能救生装备
学校名称：山东交通学院（威海）
参赛队伍：沧波佑环队
队伍编号：236748
参赛学生：马欣宇陈恒君代煜晨张东
指导老师：潘德位高庆芳
投票日期：2026年11月16日 00:00->2026年12月10日 15:00
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详细说明

一、项目背景

针对传统水上救援装备自动化程度低、机动灵活性差、夜间难发现等行业痛点，本项目响应国家《“十四五”国家应急体系规划》号召，面向复杂水域救援场景，研发了一款具备全向机动与自主导航能力的智能救生装备。

二、核心设计与创新点

1. 工业设计与水动力构型优化（首创构型）

打破传统圆形局限，首创圆角六边形宽底低重心浮体构型。通过 STAR-CCM+ 进行 RANS 水动力仿真寻优，数据表明，同等尺寸下六边形截面较传统圆形阻力降低约 14.6%。同时，该宽底构型理论预期波浪纵摇显著降低，旨在实现3-4级风浪下的高稳性；中心集成柔性尼龙网兜，设计浮力载荷达250kg以上。

2. 智能装备研发（全矢量机动）

搭载三台涵道推进器呈120°对称布置。通过全矢量差速解耦控制算法分配各桨转速，形成中心虚拟合力，实现零半径原地转向与全向平移。设计航速1.5m/s，单程投送50m+。

3. 数字化应用（智能感知与导航）

将作业水域离散为正六边形网格，日常沿网格边执行低功耗折线巡逻；目标锁定后，自动计算跨网格最短拓扑路径指令全速冲刺。架构上规划配合红外+视觉多源融合感知模块，以提升夜间与恶劣海况下的目标识别能力。

4. 结构设计（闭环安全防护）

环心集成六边形尼龙网兜防止穿透，具备全闭环失效保护设计。救援接触阶段自动限速≤0.5m/s，停桨并隔离推进器电源，最大程度保障落水者与救援装备的安全。

三、产业应用价值

本作品具备工程化落地条件，可广泛应用于水库景区、汛期洪涝等多类水域场景。样机物料成本估算约5700元，工艺链可无缝嵌入县域工业园区现有的滚塑与电子组装产能，具备中小制造企业低成本转化、培育新质生产力的条件。

四、团队分工与产教融合

依托校企双平台，团队完成了从需求分析、CFD水动力仿真、结构设计、控制算法逻辑设计到三维建模的全流程研发。项目践行“以赛促学、以赛促教”，有效提升了团队成员在流体力学与智能控制领域的工程实践能力。