為研究氣囊展開對水下航行體充氣上浮過程中的姿態(tài)變化以及運(yùn)動軌跡的影響,提出一種多學(xué)科協(xié)同仿真方法。建立水下氣囊的展開動力學(xué)模型,基于控制體積算法獲得氣囊充氣展開過程的體積膨脹率曲線;在保持氣囊體積膨脹率等效的條件下,建立可以同時耦合航行體6自由度剛體運(yùn)動和氣囊局部變形的水動力模型,并基于Navier-Stokes方程進(jìn)行計算。通過仿真計算,得到水下航行體充氣上浮的精細(xì)化過程,并獲得水下航行體上浮時合力分量的時間歷程曲線和姿態(tài)變化數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:氣囊的增浮作用能有效實(shí)現(xiàn)航行體的上浮回收;在上浮過程中,由于漩渦結(jié)構(gòu)的不對稱性使得航行體受到一定側(cè)向力的作用,上浮時處于螺旋上升過程;上浮時,航行體會受到水流提供的豎向力作用,因此為加快上浮,上浮前應(yīng)盡量調(diào)整航行體的攻角為正。

【文章頁數(shù)】：13 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 充氣展開過程的建模分析
    1.1 有限元模型的建立
    1.2 氣囊展開過程仿真結(jié)果
2 上浮過程的仿真分析方法
    2.1 氣囊體積等效膨脹的動網(wǎng)格計算方法
        2.1.1 角度比例的計算
        2.1.2 氣囊處網(wǎng)格點(diǎn)坐標(biāo)的更新計算
    2.2 流場求解方法
    2.3 水下航行體受力分析
3 水下航行體充氣上浮仿真計算
    3.1 幾何模型和網(wǎng)格生成
    3.2 計算結(jié)果分析
        3.2.1 航行體運(yùn)動軌跡與姿態(tài)分析
        3.2.2 航行體合力分量的分析與討論
        3.2.3 不同時刻流場分析
        3.2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證
4 結(jié)論



本文編號：3863261