發(fā)布時間：2021-11-16 02:01

　　使用更加先進的網(wǎng)格劃分技術和數(shù)值模擬方法,可以大大提高潛艇熱尾流數(shù)值仿真的精度。分別采用基于重疊網(wǎng)格技術和基于來流法的數(shù)值模擬方法,研究了潛艇熱尾流的水面溫度分布和形狀特征。通過實驗結(jié)果對比了兩種仿真方法的精度.通過對比兩種仿真方法中熱尾流在水中的溫度衰減規(guī)律,分析了來流法誤差原因。結(jié)果表明:基于重疊網(wǎng)格技術的數(shù)值模擬方法具有較高精度,能夠體現(xiàn)水面熱尾流的瞬態(tài)運動特征和渦特征,仿真得到的水面熱尾流的形狀特征、最大溫差數(shù)值和出現(xiàn)時間都與實驗結(jié)果較為吻合;基于來流法的數(shù)值模擬方法精度較差,不能體現(xiàn)水面熱尾流的瞬態(tài)運動特征和渦特征。持續(xù)的來流增大了熱尾流與環(huán)境水體之間的能量交換速度。 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２基于來流法的潛艇尾流三維模型??２?Ｔｈｅ?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｕｂｍａｒｉｎｅ?ｗａｋｅ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ｉｎｆｌｏｗ?ｍｅｔｈｏｄ??Ｆｉ??面??

２５９２??工程熱物理學報??４１卷??續(xù)性使得熱尾流在水面出現(xiàn)時的形狀并不是連續(xù)的，??而是如圖中所示的非連續(xù)的熱斑。??圖４?ｉ＝２６．０?Ｓ時，基于重膂網(wǎng)格技術的水面溫度云圖??Ｆｉｇ．?４?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｎｅｐｈｏｇｒａｍ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｙ?ｏｖｅｒｓｅｔ??ｇｒｉｄ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｔ?ｔ＝２６．０?ｓ??圖８?＊＝４０．０?ｓ時，水面紅外熱像圖??Ｆｉｇ．?８?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ａｔ?ｔ＝?４０．０?ｓ??［Ｋ］??圖５?ｔ＝４０．０?ｓ時，基于重疊網(wǎng)格技術的水面溫度云圖??Ｆｉｇ．?５?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｎｅｐｈｏｇｒａｍ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｙ?ｏｖｅｒｓｅｔ??ｇｒｉｄ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｔ?ｔ＝４０．０?ｓ??圖６基于來流法的水面溫度云圖??Ｆｉｇ．?ｆｉ?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｎｅｐｈｏｇｒａｍ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｙ?ｉｎｆｌｏｗ??ｍｅｔｈｏｄ??對比圖４與圖７、圖５與圖８可得，基于重疊網(wǎng)??格技術模擬得到的水面熱尾流的形狀特征和實驗測??得結(jié)果非常相似．采用重疊網(wǎng)格技術能夠模擬出熱??尾流的渦特性。通過對比圖６與圖７、圖８可得，采??用來流法不能模擬熱尾流的渦特性。??采用重疊網(wǎng)格技術模擬和實驗測得的直線ＡＳ??上的熱尾流最大溫差出現(xiàn)時間分別為２６．０?ｓ、２５．８?ｓ，??偏差僅為０．２?ｓ。采用來流法模擬得到的熱尾流最大??溫差出現(xiàn)在距離冷卻水排放口?８．０?ｍ處，即ｔ＝４０．０??ｓ時，偏差為１４．２?Ｓ，熱尾流浮升速度明顯變慢。??

ｙ?ｏｖｅｒｓｅｔ??ｇｒｉｄ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｔ?ｔ＝２６．０?ｓ??圖８?＊＝４０．０?ｓ時，水面紅外熱像圖??Ｆｉｇ．?８?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ａｔ?ｔ＝?４０．０?ｓ??［Ｋ］??圖５?ｔ＝４０．０?ｓ時，基于重疊網(wǎng)格技術的水面溫度云圖??Ｆｉｇ．?５?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｎｅｐｈｏｇｒａｍ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｙ?ｏｖｅｒｓｅｔ??ｇｒｉｄ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｔ?ｔ＝４０．０?ｓ??圖６基于來流法的水面溫度云圖??Ｆｉｇ．?ｆｉ?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｎｅｐｈｏｇｒａｍ?ｏｎ?ｗａｔｅｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｙ?ｉｎｆｌｏｗ??ｍｅｔｈｏｄ??對比圖４與圖７、圖５與圖８可得，基于重疊網(wǎng)??格技術模擬得到的水面熱尾流的形狀特征和實驗測??得結(jié)果非常相似．采用重疊網(wǎng)格技術能夠模擬出熱??尾流的渦特性。通過對比圖６與圖７、圖８可得，采??用來流法不能模擬熱尾流的渦特性。??采用重疊網(wǎng)格技術模擬和實驗測得的直線ＡＳ??上的熱尾流最大溫差出現(xiàn)時間分別為２６．０?ｓ、２５．８?ｓ，??偏差僅為０．２?ｓ。采用來流法模擬得到的熱尾流最大??溫差出現(xiàn)在距離冷卻水排放口?８．０?ｍ處，即ｔ＝４０．０??ｓ時，偏差為１４．２?Ｓ，熱尾流浮升速度明顯變慢。??圖９為最大溫差達到極大值時采用兩種仿真方??法和實驗測得的直線ＡＳ上的溫差分布�？梢钥�??出，采用重疊網(wǎng)格技術數(shù)值模擬和實驗測得的直線??上的溫差分布大體相同，熱尾流最大溫差分別??為０．５２９?Ｋ、０．５０６?Ｋ，數(shù)值模擬偏差０．０２３?Ｋ，誤差??４．５％，直線上的熱尾流

【參考文獻】：
期刊論文
[1]紅外探測中潛艇冷熱尾流的傳熱傳質(zhì)特性[J]. 張旭升,郭亮,胡日查,劉春龍.  光學精密工程. 2017(01)
[2]潛艇熱尾流的浮升擴散規(guī)律及海表溫度特性[J]. 張旭升,郭亮,胡日查,常雯娟.  紅外技術. 2016(08)
[3]基于動網(wǎng)格技術的潛艇熱尾流浮升規(guī)律研究[J]. 戴天奇,姚世衛(wèi),魏志國.  艦船科學技術. 2015(05)
[4]水下航行器熱尾流試驗研究[J]. 張健,楊立,袁江濤,陳翾,劉慧開,張曉暉.  實驗流體力學. 2008(03)
[5]潛艇熱射流浮升特性研究[J]. 王江安,柳超龍,江傳富.  艦船科學技術. 2006(05)



本文編號：3497963