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水下航行体垂直发射尾空泡生成演化过程三维数值研究

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船舶力学 2014年第7期18卷 739-745页

作者：权晓波燕国军李岩孔德才李明北京宇航系统工程研究所北京100076

为研究水下航行体垂直发射尾空泡生成演化过程,采用Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型和动网格方法求解RANS方程,建立了三维三自由度计算模型,对航行体垂直发射过程进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,获得了尾空泡生成演化... 详细信息

为研究水下航行体垂直发射尾空泡生成演化过程,采用Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型和动网格方法求解RANS方程,建立了三维三自由度计算模型,对航行体垂直发射过程进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,获得了尾空泡生成演化的周期性特征。研究了牵连速度和发射水深对尾空泡生成演化的影响,结果表明,牵连速度增大导致拉断后回射流上升斜切尾空泡的角度增大;发射水深增加导致尾空泡压力增大,振荡周期缩短。

关键词：水下航行体尾空泡动网格牵连速度发射水深

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水下航行体水动力噪声预报方法及其试验验证

水动力学研究与进展（A辑） 2019年第5期34卷 571-576页

作者：吕世金张晓伟丁灿龙丁逸飞中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点试验室

该文采用结构离散法,建立水下航行体水动力辐射噪声预报方法。模型试验表明,3-9 m/s水速范围内,计算结果与实验结果有较好的一致性,偏差小于3 dB。该文方法计算量不大,可以用来进行水下航行体中高频水动力辐射噪声快速预报。

关键词：水下航行体水动力噪声理论预报试验验证

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波浪作用下水下航行体出水成功概率预报

国防科技大学学报 2022年第5期44卷 134-141页

作者：孙龙泉任泽宇李志鹏马贵辉赵建洲哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了实现实测波浪作用下水下航行体出水成功概率预报,为潜艇作战提供一种水下发射的快速预报方法,基于边界元方法建立了水下航行体出水姿态计算模型,对不同波浪条件下水下航行体出水姿态参数进行了计算。同时,将不同波浪条件下的出水姿... 详细信息

为了实现实测波浪作用下水下航行体出水成功概率预报,为潜艇作战提供一种水下发射的快速预报方法,基于边界元方法建立了水下航行体出水姿态计算模型,对不同波浪条件下水下航行体出水姿态参数进行了计算。同时,将不同波浪条件下的出水姿态参数进行集成,形成了规则波浪数据库。以渤海湾某时间段的实测海况作为发射环境,建立符合瑞利分布的波高概率分布模型,将尾部触水俯仰角作为判定条件,对实测波浪下水下航行体出水成功概率进行预报。计算结果表明,在考虑最恶劣工况下,相对于静水条件下的出水俯仰角偏差随着波高的增加而减小;相同波高下,受到出水相位的影响,出水俯仰角偏差呈余弦变化规律。该预报方法对于潜艇作战判定发射时机具有一定参考价值,为水下发射的成功概率预报提供参考。

关键词：规则波浪俯仰角水下航行体出水成功概率边界元

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水下航行体通气空泡溃灭特性研究

兵工学报 2016年第12期37卷 2324-2330页

作者：张孝石王聪魏英杰孙铁志哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

通过水洞实验对水下通气航行体通气空泡进行实验研究,分析航行体通气空泡通气停止后空泡行为。为了研究通气空泡溃灭过程的脉动特性,通过高速摄像和动态测力系统测量航行体表面空泡演变过程和压力变化情况。实验结果表明:脱落空泡运动... 详细信息

通过水洞实验对水下通气航行体通气空泡进行实验研究,分析航行体通气空泡通气停止后空泡行为。为了研究通气空泡溃灭过程的脉动特性,通过高速摄像和动态测力系统测量航行体表面空泡演变过程和压力变化情况。实验结果表明:脱落空泡运动过程中,其形状变化可分为空泡凹陷、空泡断裂、空泡脱落和溃灭4个阶段。脱落空泡在近模型壁面发生溃灭时,通过表面压力传感器捕捉到空泡的溃灭压力。对空泡溃灭压力实验结果与基于空泡生长和溃灭理论的计算结果进行了对比,理论结果与实验结果具有较好的一致性。

关键词：流体力学水下航行体水洞实验空泡脱落空泡溃灭

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水下航行体兴波尾迹的快速分析法

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第3期47卷 44-48页

作者：何广华王正科刘双田乃文哈尔滨工业大学(威海)船舶与海洋工程学院山东威海264209

为了预报水下航行体运动引起的水力特征尾迹,建立了一种水下航行体兴波尾迹和兴波阻力的快速分析模型,其Rankine源项采用Newman解析法进行求解,提高了计算效率.首先,介绍了该数值模型的理论基础和数值技术;接着,应用Newman细长体对该数... 详细信息

为了预报水下航行体运动引起的水力特征尾迹,建立了一种水下航行体兴波尾迹和兴波阻力的快速分析模型,其Rankine源项采用Newman解析法进行求解,提高了计算效率.首先,介绍了该数值模型的理论基础和数值技术;接着,应用Newman细长体对该数值模型进行了系统的验证;然后,详细分析了Newman细长体和Suboff潜艇的兴波特征及其异同点;最后,分析了本数值模型的计算效率.研究表明:本计算模型能较好地预报水下航行体的兴波尾迹和兴波阻力,为水下航行体的型线优化、优良艇型的设计、兴波尾迹的实时预报提供了工程可实践性.

关键词：水下航行体兴波阻力尾迹分析势流理论 Rankine面元法

基于不同湍流模型的水下航行体圆柱结构流动特性数值模拟

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兵工学报 2022年第S02期43卷 53-63页

作者：何佳伟翟峻仪高伟鹏李烨 91054部队北京102442 航天科工空间工程发展有限公司北京100048

为提高水下航行体的隐身性能,探究不同湍流模型对水下航行体圆柱结构水动力数值模拟的影响。基于OpenFOAM开源计算流体力学工具包,进行水下航行体圆柱结构的数值模拟。开发3种混合湍流模型嵌入OpenFOAM工具包,3种模型分别为尺度自适应... 详细信息

为提高水下航行体的隐身性能,探究不同湍流模型对水下航行体圆柱结构水动力数值模拟的影响。基于OpenFOAM开源计算流体力学工具包,进行水下航行体圆柱结构的数值模拟。开发3种混合湍流模型嵌入OpenFOAM工具包,3种模型分别为尺度自适应模拟方法、部分平均N-S方程方法和改进的延迟分离涡方法。基于开发的3种模型进行数值计算仿真,得到水下航行体典型圆柱结构的绕流场分布以及受力特征。研究结果表明:湍流模型的选取对于水下航行体水动力模拟有着显著影响,所得结果对后续探究水下航行体辐射噪声的研究具有指导意义。

关键词：湍流模型水下航行体圆柱绕流数值模拟

水下航行体降噪艉翼填角的数值模拟与试验研究

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船舶力学 2016年第10期20卷 1345-1354页

作者：李孟捷王梦璇王力刘志华宜昌测试技术研究所湖北宜昌443003 海军工程大学舰船工程系武汉430033

为降低水下航行体噪声,研究了艉翼填角的降噪效果。分析了水下航行体艉翼接合部马蹄涡影响螺旋桨伴流场的特征,认为马蹄涡对水下航行体噪声产生了不利影响。针对某无人水下航行体(UUV)设计了一种艉翼填角,运用CFD方法对该艉翼填角优化... 详细信息

为降低水下航行体噪声,研究了艉翼填角的降噪效果。分析了水下航行体艉翼接合部马蹄涡影响螺旋桨伴流场的特征,认为马蹄涡对水下航行体噪声产生了不利影响。针对某无人水下航行体(UUV)设计了一种艉翼填角,运用CFD方法对该艉翼填角优化螺旋桨伴流场的效果进行了数值模拟,结果显示伴流场轴向速度的周向不均匀度系数下降35%-62%。将艉翼填角应用于该UUV,开展航行辐射噪声测量试验,结果显示艉翼填角使UUV航行噪声总声源级降低3.4 d B,尤其对低频噪声抑制较好。

关键词：水下航行体马蹄涡降噪艉翼填角 CFD 噪声测量

基于模态分析法的水下高速航行体流激振动声辐射特性研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2023年第1期38卷 45-51页

作者：吴光耀吕世金杨洋彭子龙江苏科技大学能源与动力学院镇江212100 中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点试验室无锡214082

为了评估水下高速航行体的低频水动力噪声特性,该文基于模态分析法,将航行体简化为镶嵌在无限长刚性圆柱障板的圆柱壳模型,以流动激励力湍流脉动压力波数-频率谱作为输入,建立水下航行体流激结构振动声辐射计算方法,并通过回转体实验进... 详细信息

为了评估水下高速航行体的低频水动力噪声特性,该文基于模态分析法,将航行体简化为镶嵌在无限长刚性圆柱障板的圆柱壳模型,以流动激励力湍流脉动压力波数-频率谱作为输入,建立水下航行体流激结构振动声辐射计算方法,并通过回转体实验进行验证。研究结果表明:3~9 m/s流速范围内,80 Hz以上总声级偏差小于2 dB,计算结果与试验结果基本一致。该研究工作为水下航行体低频水动力噪声评估提供了一种理论方法。

关键词：水下航行体水动力噪声湍流脉动压力模态分析法

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水下航行体尾迹激光雷达探测系统的研制

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第9期39卷 25-28页

作者：梁善勇王江安韦文涛石晟玮海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

研制了水下航行体尾迹激光雷达探测系统样机,用于对水下航行体尾迹中低密度微气泡群进行探测.在水下光探测领域设计并采用了收发同轴光学系统,获得了180°后向散射信号.通过对比分析发现:雪崩光电二极(APD)比光电倍增管(PMT)在水下应用... 详细信息

研制了水下航行体尾迹激光雷达探测系统样机,用于对水下航行体尾迹中低密度微气泡群进行探测.在水下光探测领域设计并采用了收发同轴光学系统,获得了180°后向散射信号.通过对比分析发现:雪崩光电二极(APD)比光电倍增管(PMT)在水下应用背景下更具优势,因此采用APD作为探测系统核心光接收器件.设计了双模式APD自适应温控偏压系统,有效消除APD个体性能离散性导致的补偿误差.基于电磁兼容理论优化了脉冲激光器的电磁兼容性设计,解决了收发一体式大功率激光探测装置的电磁干扰难题.使用该系统获得了微气泡群处于不同位置及不同气泡群厚度情况下的典型探测数据.实验结果证明本系统完全可以满足尾迹探测的需求.

关键词：激光雷达水下航行体后向散射气泡尾流同轴光学系统电磁兼容