基于CFD的潛艇排放口結(jié)構(gòu)優(yōu)化與仿真分析
發(fā)布時間:2021-10-25 02:46
潛艇的排放口結(jié)構(gòu)對排放冷卻水的熱分布規(guī)律有直接影響,因此排放口結(jié)構(gòu)優(yōu)化對潛艇紅外隱身同樣具有重要意義。根據(jù)計算水動力學和傳熱學等相關(guān)理論,建立了潛艇冷卻水排放過程的數(shù)學模型,基于標準k-ε模型和有限體積法進行CFD數(shù)值模擬。對比分析了圓形、長圓形等不同排放孔形狀和不同疏密程度的排放孔排布時,排放口壁溫與熱尾流溫度的分布特性。仿真結(jié)果表明,長度方向與航行方向平行的長圓形排放孔和采用交叉排列形式均有利于冷卻水熱尾流的熱量擴散,更有利于潛艇的紅外隱身。
【文章來源】:艦船科學技術(shù). 2020,42(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
潛艇及其排放系統(tǒng)簡化模型Fig.1Simplifiedmodelofsubmarineandtheexhaustsystem
銑鲆惶躒任擦鰨??時緩慢上福在有限的計算域內(nèi),溫度未能浮至海面。θ=(TT0)/(TjT0)x/L定義無量綱溫差用于表征當?shù)販囟萒與海水的溫差。定義x為截面與排放口中心的最小距離,L為排放口邊長,用于表征與來流方向垂直的縱截面所在位置。各模型熱尾流在不同縱截面的最大無量綱溫差分布曲線如圖5所示。θx/L可以看出,各模型的最大無量綱溫差均隨著的增大而減小,熱尾流沿來流方向不斷與周圍低圖2不同形狀排放孔Fig.2Thedrainholesofdifferentshapes圖3計算區(qū)域示意圖Fig.3Thecomputationaldomain圖4各模型溫度分布云圖Fig.4Temperatureprofileofdifferentmodels圖5各模型θ沿來流方向分布曲線Fig.5θalongx-axisofmodelswithdifferentdrainholes·68·艦船科學技術(shù)第42卷
茨芨≈?海面。θ=(TT0)/(TjT0)x/L定義無量綱溫差用于表征當?shù)販囟萒與海水的溫差。定義x為截面與排放口中心的最小距離,L為排放口邊長,用于表征與來流方向垂直的縱截面所在位置。各模型熱尾流在不同縱截面的最大無量綱溫差分布曲線如圖5所示。θx/L可以看出,各模型的最大無量綱溫差均隨著的增大而減小,熱尾流沿來流方向不斷與周圍低圖2不同形狀排放孔Fig.2Thedrainholesofdifferentshapes圖3計算區(qū)域示意圖Fig.3Thecomputationaldomain圖4各模型溫度分布云圖Fig.4Temperatureprofileofdifferentmodels圖5各模型θ沿來流方向分布曲線Fig.5θalongx-axisofmodelswithdifferentdrainholes·68·艦船科學技術(shù)第42卷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]橫流環(huán)境中冷卻水排放浮升規(guī)律[J]. 戴天奇,姚世衛(wèi),李勇全,魏志國,柯漢兵. 艦船科學技術(shù). 2015(04)
[2]流動環(huán)境中水平熱射流溫度分布特性研究[J]. 張健,楊立,張士成,呂事桂. 華中科技大學學報(自然科學版). 2011(08)
[3]溫度梯度環(huán)境中潛艇尾流熱特征的試驗研究[J]. 張修峰,楊立,吳猛猛,杜永成. 實驗流體力學. 2011(02)
[4]水下運動體尾流水面特征的研究進展與應用[J]. 吳猛猛,陳伯義,楊立. 紅外技術(shù). 2009(11)
[5]水下航行器排放冷卻水溫度分布特性研究[J]. 張健,陳翾,楊立,袁江濤,張曉暉. 船舶力學. 2009(04)
[6]圓形垂直浮力射流的穩(wěn)定性與混合特性研究[J]. 曾玉紅,槐文信. 應用數(shù)學和力學. 2005(01)
[7]潛艇熱尾流特性的計算模型與試驗研究[J]. 顧建農(nóng),張志宏,鄭學齡. 魚雷技術(shù). 2003(01)
本文編號:3456493
【文章來源】:艦船科學技術(shù). 2020,42(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
潛艇及其排放系統(tǒng)簡化模型Fig.1Simplifiedmodelofsubmarineandtheexhaustsystem
銑鲆惶躒任擦鰨??時緩慢上福在有限的計算域內(nèi),溫度未能浮至海面。θ=(TT0)/(TjT0)x/L定義無量綱溫差用于表征當?shù)販囟萒與海水的溫差。定義x為截面與排放口中心的最小距離,L為排放口邊長,用于表征與來流方向垂直的縱截面所在位置。各模型熱尾流在不同縱截面的最大無量綱溫差分布曲線如圖5所示。θx/L可以看出,各模型的最大無量綱溫差均隨著的增大而減小,熱尾流沿來流方向不斷與周圍低圖2不同形狀排放孔Fig.2Thedrainholesofdifferentshapes圖3計算區(qū)域示意圖Fig.3Thecomputationaldomain圖4各模型溫度分布云圖Fig.4Temperatureprofileofdifferentmodels圖5各模型θ沿來流方向分布曲線Fig.5θalongx-axisofmodelswithdifferentdrainholes·68·艦船科學技術(shù)第42卷
茨芨≈?海面。θ=(TT0)/(TjT0)x/L定義無量綱溫差用于表征當?shù)販囟萒與海水的溫差。定義x為截面與排放口中心的最小距離,L為排放口邊長,用于表征與來流方向垂直的縱截面所在位置。各模型熱尾流在不同縱截面的最大無量綱溫差分布曲線如圖5所示。θx/L可以看出,各模型的最大無量綱溫差均隨著的增大而減小,熱尾流沿來流方向不斷與周圍低圖2不同形狀排放孔Fig.2Thedrainholesofdifferentshapes圖3計算區(qū)域示意圖Fig.3Thecomputationaldomain圖4各模型溫度分布云圖Fig.4Temperatureprofileofdifferentmodels圖5各模型θ沿來流方向分布曲線Fig.5θalongx-axisofmodelswithdifferentdrainholes·68·艦船科學技術(shù)第42卷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]橫流環(huán)境中冷卻水排放浮升規(guī)律[J]. 戴天奇,姚世衛(wèi),李勇全,魏志國,柯漢兵. 艦船科學技術(shù). 2015(04)
[2]流動環(huán)境中水平熱射流溫度分布特性研究[J]. 張健,楊立,張士成,呂事桂. 華中科技大學學報(自然科學版). 2011(08)
[3]溫度梯度環(huán)境中潛艇尾流熱特征的試驗研究[J]. 張修峰,楊立,吳猛猛,杜永成. 實驗流體力學. 2011(02)
[4]水下運動體尾流水面特征的研究進展與應用[J]. 吳猛猛,陳伯義,楊立. 紅外技術(shù). 2009(11)
[5]水下航行器排放冷卻水溫度分布特性研究[J]. 張健,陳翾,楊立,袁江濤,張曉暉. 船舶力學. 2009(04)
[6]圓形垂直浮力射流的穩(wěn)定性與混合特性研究[J]. 曾玉紅,槐文信. 應用數(shù)學和力學. 2005(01)
[7]潛艇熱尾流特性的計算模型與試驗研究[J]. 顧建農(nóng),張志宏,鄭學齡. 魚雷技術(shù). 2003(01)
本文編號:3456493
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