為了給水下潛航體的動(dòng)力裝置降溫,海水被源源不斷地用作冷卻水,當(dāng)冷卻水以一定的速度被排出后,與周?chē)谋尘昂Ｋ嗷セ鞊綋Q熱便會(huì)形成熱尾流。由于受熱海水溫度較高,則密度相應(yīng)較小,于是在擴(kuò)散過(guò)程中將逐漸向上浮升,若其浮升至海表面則會(huì)形成熱尾跡。另外,由于陽(yáng)光的照射,海水溫度一般存在穩(wěn)定的垂向?qū)咏Y(jié),當(dāng)潛航體在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)擾動(dòng)海水的穩(wěn)定分層而激發(fā)內(nèi)波,使下層溫度較低的海水傳至海表面形成冷尾跡。紅外探測(cè)儀對(duì)溫差捕捉具有極高的靈敏度和精度,可以通過(guò)對(duì)冷熱尾跡的實(shí)時(shí)成像進(jìn)行水下潛航體的探測(cè)。本文針對(duì)熱尾流的浮升擴(kuò)散和流場(chǎng)的溫度變化做了以下研究:首先,以簡(jiǎn)化的Suboff光順艇體模型為研究對(duì)象,在控制潛航體單位時(shí)間內(nèi)排出的冷卻水熱量一定的情況下,劃分了多種不同排水口布列、排水口截面積、冷卻水溫度和冷卻水排放速度的組合工況,應(yīng)用CFD技術(shù),采用RANS湍流計(jì)算方法,對(duì)均勻流中熱尾流的擴(kuò)散進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,溫度較高的熱尾流在擴(kuò)散過(guò)程中會(huì)與周?chē)ＫM(jìn)行熱的傳導(dǎo)和對(duì)流,其溫度會(huì)隨著時(shí)間逐漸衰減,且冷卻水的溫差相比于流量而言對(duì)熱尾流的浮升擴(kuò)散和溫度衰減的影響更大。其次,在以上研究的基礎(chǔ)上,參考了中國(guó)海和各大... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

潛艇核動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)示意圖

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文??尾跡越長(zhǎng)、熱尾流擴(kuò)散范圍越寬，且熱浮點(diǎn)的相對(duì)距離幾乎與速度成對(duì)數(shù)關(guān)系，其數(shù)值??模擬結(jié)果與采用溫度傳感器和紅外熱像儀所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。??吳猛猛［２３＿２５］應(yīng)用了?ＶＯＦ多相流模型，研究了二維溫度均勻和線性分層流場(chǎng)中冷卻??水排放過(guò)程中不同時(shí)間下水表面溫度、密度等特征參數(shù)的變化，以及潛艇的潛深和航速??對(duì)自由海表面溫度縱向分布的影響。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與以美國(guó)洛杉磯號(hào)潛艇縮小模型在拖??曳水池進(jìn)行的排放熱水實(shí)驗(yàn)比對(duì)基本一致，闡明了潛深對(duì)熱尾流產(chǎn)生的海表面溫度特征??影響顯著，且溫度分層環(huán)境下由于冷熱水團(tuán)摻混導(dǎo)致了自由表面冷熱尾跡交替。同時(shí)指??出水下運(yùn)動(dòng)潛航體熱尾流的浮升及其水面擴(kuò)散過(guò)程分成浮升階段、摻混階段和擴(kuò)散階段??三個(gè)階段，示意圖如圖１．３所示。??

１?１?５０?１?０．５６?１??２?１?５０?０．５?０．３９６?２??３?１?２０?１．２５?０．６２６?２??４?１?２０?０．５?０．３９６?５??５?３?２０?１．２５?０．３６１?２??計(jì)算模型選取簡(jiǎn)化的美國(guó)國(guó)防先進(jìn)技術(shù)研究署ＤＡＲＰＡ所設(shè)計(jì)的Ｓｕｂｏｆｆ光順艇體??模型，它的長(zhǎng)度為４．３５５９ｍ，最大半徑為０．２５４ｍ。由于Ｓｕｂｏｆｆ模型尺寸與實(shí)尺度的潛??艇大約相差２０倍，因此，在本論文的研究過(guò)程中模型的冷卻水排水口半徑將按照表３．１??中的值縮�。玻氨哆M(jìn)行數(shù)值模擬。圖３．１為帶一個(gè)排水口的潛航體模型的三維示意圖，??排水口中心線位于艇體中心線下方０．２２ｍ處；圖３．２為對(duì)應(yīng)于方案５的帶三個(gè)排水口的??潛航體模型的三維示意圖，排水口的中心線分別位于距艇體中心線下方和水平兩側(cè)的??０．２２ｍ處，排水口與艇體頭端水平距離３．８４ｍ。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3121960