近水面航行潜体若干水动力的数值模拟

作     者：李佳 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄德波

授予年度：2007年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：阻力 近水面 椭球体 潜艇 FLUENT 

摘      要：近水面航行的潜体，其周围绕流场与深水潜体相比更为复杂，自由面对潜体的影响是不容忽视的。以前主要依靠试验来研究潜体周围绕流场，但试验周期长、成本高，因而急需一种更为经济的途径来加快研究进程。近年来，随着计算机硬件与计算流体力学的迅猛发展，使得采用数值计算的方法研究潜体周围的流场成为可能。数值方法经济、快捷，同时可以估算某些模型试验的方法无法模拟的情况。本文用商业CFD软件FLUENT模拟有自由液面、无限水深不可压缩粘性流体绕近水面直航椭球体和潜艇的流动问题。 在不改变其它参数和条件的前提下，用FLUENT软件模拟了近水面不同潜深情况下椭球体的绕流场，得出了椭球体潜深对于自由面的影响以及自由面对不同潜深椭球体阻力、升力以及力矩的影响。通过对近水面椭球体阻力的计算结果与椭球体阻力的估算值的比较，验证了用FLUENT软件模拟近水面艇型潜体的可行性。 在用FLUENT软件模拟潜艇绕流场中，潜艇的外形与椭球体相近，采用类似的方法模拟了不带附体和带附体的潜艇，并将计算结果与椭球体进行了比较，得出了潜体近水面直航时艇型对于自由面、阻力系数、升力及力矩的影响。