發(fā)布時間：2020-05-29 19:49

【摘要】：艦面導(dǎo)彈在發(fā)射過程中產(chǎn)生的高溫,高壓,高速的燃?xì)馕擦鲿䦟ε灻娴陌l(fā)射環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,甚至?xí)＜芭灻婀ぷ魅藛T的安全,而且導(dǎo)彈尾焰包含多種對人體有害的氣體,在尾焰擴(kuò)散過程中可能通過艦船通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)口進(jìn)入船的內(nèi)部,造成艙室內(nèi)部的空氣受到污染,同樣會影響船員的身體健康。因此,本文對導(dǎo)彈尾焰在擴(kuò)散過程中形成的艦面物理場分布展開仿真研究,并對計算結(jié)果展開安全性和干涉性分析,為實(shí)際情況提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。本文以一小型艦面導(dǎo)彈為研究對象,利用計算流體力學(xué)軟件FLUENT,首先對導(dǎo)彈發(fā)射過程中產(chǎn)生的尾焰在艦面的擴(kuò)散過程進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,得到尾焰擴(kuò)散不再對艦面氣流場分布產(chǎn)生影響的導(dǎo)彈高度位置,在此基礎(chǔ)上通過改變邊界條件,展開尾焰擴(kuò)散的瞬態(tài)數(shù)值模擬。模擬過程分別從不同風(fēng)速,風(fēng)向和風(fēng)口進(jìn)氣量三個方面對導(dǎo)彈尾焰擴(kuò)散形成的艦面物理場分布展開研究,并對計算結(jié)果進(jìn)行對比分析。為研究風(fēng)速,風(fēng)向和風(fēng)口進(jìn)氣量三個方面對導(dǎo)彈尾焰擴(kuò)散形成的艦面物理場分布的影響,本文選取不同的計算工況進(jìn)行模擬計算,得到了對應(yīng)于每一個研究內(nèi)容的對比結(jié)果。通過選取艦面特征線,劃分出各工況下艦面人員的非安全工作區(qū)域,通過布置艦船通風(fēng)口位置,獲得了各工況下風(fēng)口位置處受導(dǎo)彈尾焰有害氣體的污染程度。計算結(jié)果表明:不同風(fēng)速能夠明顯影響導(dǎo)彈尾焰擴(kuò)散的范圍,但在風(fēng)向?yàn)?°或180°時,風(fēng)速10m/s和15m/s對艦面物理場分布差別較小,風(fēng)速越大,對風(fēng)口位置的污染情況改善越明顯,而且污染超標(biāo)時間越短;不同風(fēng)向?qū)ε灻嫖锢韴龇植加绊懽顬槊黠@,艦面人員的非安全工作區(qū)域和風(fēng)口位置的污染程度隨風(fēng)向的不同變化很大;風(fēng)口進(jìn)氣量的改變幾乎不會影響艦面物理場的分布,不能夠起到大幅度降低風(fēng)口位置污染程度的效果。
【圖文】：

圖 3.2 噴管出口下游不同軸向位置處的速度分布對比驗(yàn)證計算方法的可行性，本文選取了與參考文獻(xiàn)內(nèi)同樣位置處比對。圖 3.2 為噴管出口下游 1.073m、2m、5m、10m 處速度中可以看到，隨著軸向距離遠(yuǎn)離噴管出口，軸線上的速度是逐口下游約 2m 的處時，速度達(dá)到最大值約為 3300m/s；在噴管處時，射流剪切層厚度最大，表明該處的燃?xì)饬髋蛎洺潭茸瞰I(xiàn)結(jié)果吻合較好，最大誤差為 5%，滿足數(shù)值模擬驗(yàn)證允許的計算導(dǎo)彈燃?xì)馍淞鲌龅姆椒ㄊ强尚械�。船氣流場的�?shù)值模擬驗(yàn)證證導(dǎo)彈尾焰在艦船表面擴(kuò)散的數(shù)值計算方法的合理性，對本文行數(shù)值模擬驗(yàn)證，驗(yàn)證時采用文獻(xiàn)[47] 的船型和相關(guān)結(jié)果。獻(xiàn)中 SFS2 經(jīng)典船型進(jìn)行建模，具體尺寸為：長 138.7m，寬。模擬的計算域尺寸為：船前為 5 倍船長 (5L) ，船后為 10倍船

（a） 船體模型計算域 （b） 船體表面網(wǎng)格圖 3.3 船體模型計算域及表面網(wǎng)格計算條件為：速度入口大小為 20m/s，方向是從船首流向船尾方向，，在計算尾部為壓力出口邊界，其余為壁面條件。圖 3.4 飛行甲板中間位置無量綱化速度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ762.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2687404