带椭球形气囊航行体落水-上浮过程仿真

作     者：包健 马贵辉 孙龙泉 陈惟楚 李明 BAO Jian;MA Guihui;SUN Longquan;CHEN Weichu;LI Ming

作者机构：哈尔滨工程大学船舶工程学院复杂动力学与控制创新中心黑龙江哈尔滨150001 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 北京宇航系统工程研究所北京100076 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：206-218页

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(52001095) 中国博士后科学基金特别资助项目(2022T150154) 国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目(U20B2005) 

主　　题：航行体 气囊 落水冲击 耦合欧拉-拉格朗日方法 

摘      要：针对水下发射模型试验中的模型低速落水问题,提出一种带椭球形气囊的航行体落水回收方案,两个气囊等距分布在航行体两侧,航行体与气囊之间用连接带相连。数值仿真基于Abaqus的耦合欧拉-拉格朗日方法,通过对比AUV头段入水的试验结果和仿真结果,验证数值方法的有效性。分析在不同姿态角和不同初始囊压的条件下,带气囊航行体低速落水后的运动过程、囊压变化以及连接带的受力情况。研究结果表明,航行体姿态角是影响落水-上浮过程的最重要因素,初始囊压次之;对于最大落水深度、囊压峰值、拉力峰值而言,趋于垂直落水的工况更加危险,最大落水深度为1.33倍航行体长度,最大囊压为3.7倍基准囊压,连接带最大拉力为2.2倍航行体重力。这些结论可为航行体落水回收的方案设计与结构参数设计提供参考依据。