利用模型試驗(yàn)和數(shù)值手段對(duì)比研究了深V型雙斷級(jí)滑行艇和無斷級(jí)滑行艇的靜水阻力特性。試驗(yàn)結(jié)果表明,雙斷級(jí)滑行艇在起滑之后的高速航行阻力及縱向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性上較無斷級(jí)模型存在明顯優(yōu)勢(shì),在容積弗勞德數(shù)為5.21的航速下總阻力降低了19.2%。利用CFD軟件CFX能夠較好地捕捉到兩模型之間的差異,計(jì)算結(jié)果表明,各斷級(jí)之后的空穴均隨著航速的提升而不斷擴(kuò)張,斷級(jí)模型總體浸濕面積較無斷級(jí)模型最大降低了33.4%,并且雙斷級(jí)使得艇底水動(dòng)高壓分布趨于均勻,有利于改善縱向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

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【部分圖文】：

圖1 雙斷級(jí)模型及無斷級(jí)模型

兩模型的拖曳試驗(yàn)均在中航工業(yè)第605研究所高速拖曳水池中進(jìn)行，試驗(yàn)過程見圖2，模型通過艏艉兩端的導(dǎo)航片與拖車上的導(dǎo)航桿相連，由于采用搭接的連接方式，模型在拖曳過程具有自由的垂蕩和縱搖及受限制的縱蕩和橫搖4個(gè)自由度。為了避免拖線上的拖曳力對(duì)航態(tài)產(chǎn)生干擾，拖點(diǎn)置于重心處。試驗(yàn)中使用角....

圖2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b示意及試驗(yàn)照片

圖1雙斷級(jí)模型及無斷級(jí)模型2數(shù)值計(jì)算方法

圖3 滑行艇直線拖航的模擬流程

式中：m為艇體重量，kg;I為艇體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2;t為時(shí)間，s。在求解過程中，采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，通過網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到新的位置來實(shí)現(xiàn)艇體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步的流場(chǎng)求解則在新的網(wǎng)格上實(shí)現(xiàn)，實(shí)際的模擬過程相當(dāng)于流場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)的耦合求解，當(dāng)所計(jì)算的外力、力矩及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)逐漸收斂至一定范圍內(nèi)時(shí)，即可認(rèn)....

圖4 計(jì)算域尺度及邊界條件定義

針對(duì)高速滑行艇的興波特性建立相應(yīng)的計(jì)算域，見圖4，考慮到模型在高速航行時(shí)的尾流在縱向上有較大的延伸，適當(dāng)放大了計(jì)算域的縱向尺度。而為了捕捉艇體表面復(fù)雜的幾何特征，采用分區(qū)域的混合網(wǎng)格對(duì)計(jì)算域進(jìn)行離散，見圖5，將計(jì)算域分為包裹艇體的內(nèi)域和與之毗連的外域，其中內(nèi)域空間采用非結(jié)構(gòu)的四面....

本文編號(hào)：4026292