潛艇周圍流場(chǎng)特征會(huì)影響潛艇的機(jī)動(dòng)性能,潛艇遠(yuǎn)場(chǎng)尾流作為探測(cè)目標(biāo)影響其隱身性能,因此對(duì)潛艇近遠(yuǎn)場(chǎng)的流場(chǎng)特征研究有重要意義。目前國(guó)際上有標(biāo)準(zhǔn)的SUBOFF潛艇模型,對(duì)其建立了詳細(xì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù),因此本文將利用CFD技術(shù)對(duì)全附體SUBOFF模型的尾流空間演化及流場(chǎng)特征進(jìn)行數(shù)值研究。首先,利用RANS對(duì)直航運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的潛艇流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,吻合度較高,驗(yàn)證了本文計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。接下來(lái)研究潛艇直航運(yùn)動(dòng)航速不同時(shí),近場(chǎng)的流場(chǎng)特征以及遠(yuǎn)場(chǎng)的尾流演化。對(duì)于近場(chǎng),主要分析潛艇表面壓力、速度分布以及渦核區(qū)域,遠(yuǎn)場(chǎng)則關(guān)注尾流中渦流的演化。結(jié)果表明,直航運(yùn)動(dòng)時(shí),潛艇的迎流處產(chǎn)生高壓,指揮臺(tái)圍殼和尾翼頂端出現(xiàn)梢渦,指揮臺(tái)和艇體連接處形成馬蹄渦,尾流中存在五對(duì)旋渦,在尾流的演化過程中,旋渦會(huì)向四周擴(kuò)散,旋渦強(qiáng)度降低。潛艇航速的增加會(huì)導(dǎo)致流場(chǎng)中旋渦的強(qiáng)度增加。其次,研究潛艇在操縱運(yùn)動(dòng)時(shí)近場(chǎng)的流動(dòng)特征以及遠(yuǎn)場(chǎng)的尾流演化。選取不同角度的偏航運(yùn)動(dòng)和仰俯運(yùn)動(dòng),分析其流場(chǎng)特征變化。操縱運(yùn)動(dòng)時(shí),潛艇表面迎流側(cè)的壓力要高于背流側(cè),潛艇的主艇體附近由于流動(dòng)分離產(chǎn)生旋渦。操縱運(yùn)動(dòng)時(shí),尾流中旋渦強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直航... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

潛艇模型示意圖

16圖 2-5 計(jì)算域示意圖好的計(jì)算域基礎(chǔ)上，要進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。網(wǎng)格劃分的質(zhì)量好壞直接影響性和收斂性，因此在 CFD 計(jì)算中網(wǎng)格的劃分具有非常重要的地位。目格有三種，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和混合網(wǎng)格。對(duì)于三維模型，結(jié)六面體網(wǎng)格，它的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)格在空間上排列規(guī)范，網(wǎng)格生成的質(zhì)量易于量小。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的最典型缺點(diǎn)是適用范圍窄，對(duì)于曲率過大或者存在生成的網(wǎng)格質(zhì)量低，可能導(dǎo)致計(jì)算不收斂。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格能夠很好的解復(fù)雜的模型，但其缺點(diǎn)是相對(duì)于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，需要占用更多的計(jì)算資源計(jì)算域中同時(shí)有結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化兩種網(wǎng)格，在網(wǎng)格交界面處合并節(jié)據(jù)傳遞�；旌暇W(wǎng)格兼具兩種網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，在幾何機(jī)構(gòu)復(fù)雜的地方采用非格，在幾個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的地方使用結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，既可以降低計(jì)算量又可適用性。

圖 2-6 潛艇表面網(wǎng)格示意圖圖 2-7 計(jì)算域網(wǎng)格示意圖艇表面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖 2-6 所示，計(jì)算域網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖 2-7 所示。本文網(wǎng)格的計(jì)算精度更高，收斂性更好的六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，由于潛艇尾翼部分結(jié)難對(duì)潛艇采用整體劃分網(wǎng)格技術(shù)，因此采用分塊劃分網(wǎng)格，將整個(gè)計(jì)算

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RANS的suboff尾跡特征數(shù)值預(yù)報(bào)[J]. 孟慶杰,彭亮,鄧海華.  艦船科學(xué)技術(shù). 2018(19)
[2]基于渦流導(dǎo)引的潛射魚雷反潛命中效能分析[J]. 武寧,穆連運(yùn),李偉.  艦船電子工程. 2017(02)
[3]潛艇近水面航行興波特征研究[J]. 邱云明,鄧銳.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(23)
[4]流線型潛體首型對(duì)縱傾斜流渦結(jié)構(gòu)的影響數(shù)值模擬（英文）[J]. Saeed Abedi,Ali Akbar Dehghan,Ali Saeidinezhad,Mojtaba Dehghan Manshadi.  Journal of Marine Science and Application. 2016(01)
[5]全附體潛艇模型回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 曹留帥,朱軍,黃昆侖,葛義軍,王智宇.  海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]Y+值對(duì)潛艇流場(chǎng)大渦模擬計(jì)算精度的影響[J]. 王超,鄭小龍,李亮,艾子濤.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(04)
[7]國(guó)外非聲探潛與隱身技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 師于杰,任海剛.  艦船電子工程. 2015(01)
[8]潛艇旋臂回轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)值模擬[J]. 肖昌潤(rùn),劉瑞杰,許可,劉洋,徐亞運(yùn).  江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[9]基于潛艇模型尾流湍流強(qiáng)度和耗散率的CFD模擬[J]. 趙鵬偉,盧曉平,孫玉明.  中國(guó)艦船研究. 2014(03)
[10]用雷諾應(yīng)力模型預(yù)報(bào)不同雷諾數(shù)下的潛艇繞流[J]. 張楠,沈泓萃,姚惠之.  船舶力學(xué). 2009(05)

碩士論文
[1]分層流中潛體運(yùn)動(dòng)對(duì)內(nèi)波及表層流場(chǎng)影響研究[D]. 段菲.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]潛艇操縱運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力數(shù)值研究[D]. 劉帥.上海交通大學(xué) 2011
[3]全附體潛艇的流場(chǎng)和流噪聲的數(shù)值研究[D]. 盧云濤.上海交通大學(xué) 2008
[4]分層流體中運(yùn)動(dòng)潛體興波特性的數(shù)值計(jì)算研究[D]. 金建明.武漢理工大學(xué) 2007
[5]粘性分層流中水下航行體尾跡在隨機(jī)海面中的表現(xiàn)特征研究[D]. 羅恒.上海交通大學(xué) 2007
[6]近水面航行潛體若干水動(dòng)力的數(shù)值模擬[D]. 李佳.哈爾濱工程大學(xué) 2007



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