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水下航行体环境应力分析

船舶标准化工程师 2023年第2期56卷 12-14页

作者：吴明涛秦琳资帆昆明船舶设备研究试验中心昆明650051

为增强水下航行体的环境适应性和可靠性,测试水下航行体全生命周期的环境应力参数,并提出一种测试数据处理方法。研究表明:该方法可得到水下航行体全生命周期各阶段的环境应力水平,为水下航行体环境试验、可靠性试验等提供有效支撑。研... 详细信息

为增强水下航行体的环境适应性和可靠性,测试水下航行体全生命周期的环境应力参数,并提出一种测试数据处理方法。研究表明:该方法可得到水下航行体全生命周期各阶段的环境应力水平,为水下航行体环境试验、可靠性试验等提供有效支撑。研究成果可为水下航行体环境应力的测试与分析提供一定参考。

关键词：水下航行体环境应力测试分析

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水下航行体垂直上浮转水平攻击弹道研究

舰船电子工程 2023年第6期43卷 49-53页

作者：杨光黄楠张腾中国船舶集团有限公司第七一〇研究所宜昌443003

常规的水下弹道控制系统主要有水平弹道控制和垂直弹道控制两种形式,某水下航行体的工作方式为垂直发射,水平攻击,在水下航行器从垂直发射转入水平攻击过程中,传统的控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。建立垂直、水平两套参... 详细信息

常规的水下弹道控制系统主要有水平弹道控制和垂直弹道控制两种形式,某水下航行体的工作方式为垂直发射,水平攻击,在水下航行器从垂直发射转入水平攻击过程中,传统的控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。建立垂直、水平两套参考坐标系描述系统,利用各自的奇异特点,设计了在弹道初始阶段利用垂直参考坐标系控制爬升弹道、当倾斜角大于45°时,切换为水平参考坐标系控制水平弹道的双参考坐标系控制法,并进行了半实物仿真试验。仿真结果表明,利用双参考坐标系控制法可以有效解决水下航行器垂直弹道转水平弹道的控制问题。

关键词：水下航行体双参考坐标系弹道控制系统

某水下航行体投放装置的开发研究及有限元分析

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某水下航行体投放装置的开发研究及有限元分析

作者：贺志林昆明理工大学

学位级别：硕士

某单位研发了一种水下航行体投放装置,其功能是将位于舰船甲板表面的某水下航行体吊装投入海中以执行某项特种任务。但现有水下航行体投放装置在使用过程中存在如下三个方面的缺陷:一是由于受海况影响该水下航行体投放装置在投放水下航... 详细信息

某单位研发了一种水下航行体投放装置,其功能是将位于舰船甲板表面的某水下航行体吊装投入海中以执行某项特种任务。但现有水下航行体投放装置在使用过程中存在如下三个方面的缺陷:一是由于受海况影响该水下航行体投放装置在投放水下航行体的过程中装置稳定性差,水下航行体与本装置容易发生碰撞造成损坏;二是水下航行体投放装置的可移动横梁与机架支座直接接触,摩擦力大,磨损度高;三是运载小车在运输过程中需要依靠人力助推运行,自动化程度低。主要研究内容如下:针对性地解决上述三方面的根本问题,本文对现有水下航行体投放装置进行了关键机械结构的开发设计,分别是:(1)设计了相应的稳定机构,以补偿由海况引起吊装水下航行体时的摆动缺陷,通过加载4级海况的风载荷加速度后进行有限元分析,结果显示,横摇角度和竖摇角度均小于海上作业时通常遇到的3级海况下的摇摆角度,因此所设计的平衡机械爪的稳定机构可以平衡由3级海况引起的摇摆幅度,可以避免水下航行体与机架发生碰撞;(2)设计了减小可移动横梁与机架支座接触摩擦的新方案,并进行了摩擦阻力的计算,结果显示,新方案的摩擦阻力可大大减小;(3)提出了水下航行体装载运输的新方案以提高自动化程度,并采用Solid Works软件完成水下航行体投放装置的建模。在明确了该水下航行体投放装置的边界条件和承受载荷的条件下,对该水下航行体投放装置的关键机械机构进行了静力学分析,验证了各部分关键结构的机械结构强度和刚度,能满足实际使用需求。同时对该水下航行体投放装置进行了结构模态分析,得到了轨道机架、平衡机械爪、运载输送系统和该水下航行体投放装置的前六阶模态频率,其中一阶模态频率分别为:9.54Hz、12.84Hz、49.11Hz、7.00Hz。根据模态分析结果得出的结论是,只要避开上述4个振动频率点,即可防止因外部激励而引起结构共振导致投放装置结构破坏。对水下航行体投放装置的原机架进行了国标化的重新设计并通过拓扑优化分析优化了机架模型,机架的总质量减少了74.8%。

关键词：水下航行体机械结构开发设计静力学分析模态分析拓扑优化

水下航行体机械系统的声学相似性研究——能量法

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船舶力学 2002年第4期6卷 96-102页

作者：俞孟萨王中训吕世金中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 烟台大学物理系山东烟台264005

本文采用能量参数为分析参数 ,从机械设备固有的振动特性开始 ,分析水下航行体隔振装置、基座和壳体的声学相似性 ,建立机械设备的激励功率。

关键词：水下航行体机械系统声学相似性能量法

水下航行体自导水声成像方法的仿真与实验研究(英文)

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系统仿真学报 2011年第6期23卷 1200-1204,1243页

作者：杨宝民李伟中国船舶重工集团公司第705研究所西安710075 水下信息与控制重点实验室西安710075

随着现代海战水下作战环境变得越来越复杂,对水下航行体自导系统的目标识别能力提出了更高的要求,它要求水下航行体自导系统不但能判断真假目标,并能实现对目标的精确定位和有效打击。通过提取水下航行体目标的本质特征,构建目标的水声... 详细信息

随着现代海战水下作战环境变得越来越复杂,对水下航行体自导系统的目标识别能力提出了更高的要求,它要求水下航行体自导系统不但能判断真假目标,并能实现对目标的精确定位和有效打击。通过提取水下航行体目标的本质特征,构建目标的水声图像,达到目标识别和精确制导的目的。介绍了水下航行体自导系统目标成像及处理仿真系统的组成及实现方法,采用正交解调、复数字波束形成、水声图像生成、图像内插等处理等技术,构建水下航行体目标图像。仿真及实验结果表明,采用该方法可以形成水下航行体目标的水声图像,通过该图像可以为水下航行体在复杂作战环境下识别目标关键部位并对目标实现精确打击奠定技术基础。

关键词：水下航行体声成像目标识别图像内插复数字波束形成

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水下航行体舵翼流致振动特性研究

水动力学研究与进展（A辑） 2020年第2期35卷 266-273页

作者：郑旭唐敏陈科和卫平尤云祥上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院三亚572000 武汉市第二船舶设计研究所武汉430000

基于水弹性力学理论,建立适用于该研究的流激振动相似理论,并发展舵翼系统实验模型设计方案及特性参数等效处理方法。在舵翼系统实验中,使用两组拉伸弹簧分别模拟系统的扭转刚度和支撑刚度,并利用精准的测量方法对系统的重心位置以及转... 详细信息

基于水弹性力学理论,建立适用于该研究的流激振动相似理论,并发展舵翼系统实验模型设计方案及特性参数等效处理方法。在舵翼系统实验中,使用两组拉伸弹簧分别模拟系统的扭转刚度和支撑刚度,并利用精准的测量方法对系统的重心位置以及转动惯量进行标定。实验在空泡水筒中进行,利用加速度传感器和倾角仪测量舵的法向振动和扭转特性,利用光纤光栅测量翼的振动响应特性,通过控制来流速度、支撑刚度、扭转刚度以及初始攻角等参数,获得了不同参数组合条件下,水下航行体舵翼系统实验模型的振动响应特性。通过原始信号及经快速傅里叶变换所获信号频谱,分析了舵模型和翼模型振动响应的时域和频域特性。

关键词：水下航行体舵翼系统颤振快速傅里叶变换频域分析

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力预示方法研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2015年第3期30卷 299-305页

作者：程少华权晓波王占莹郭百森尤天庆北京宇航系统工程研究所北京100076

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力准确预示是航行体轴向速度设计的重要依据。该文基于对尾空泡形态发展演变的基本规律的认识,结合空泡独立膨胀原理和Rayleigh-Plesset方程,建立了尾空泡非定常发展数学模型,形成了尾空泡形态和压... 详细信息

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力准确预示是航行体轴向速度设计的重要依据。该文基于对尾空泡形态发展演变的基本规律的认识,结合空泡独立膨胀原理和Rayleigh-Plesset方程,建立了尾空泡非定常发展数学模型,形成了尾空泡形态和压力的理论预示方法,并通过与试验数据的比对,验证了方法的合理性和可用性。此外,还研究了航行体出筒速度、阻力系数、尾空泡初始压力和燃气指数等影响要素对尾空泡压力和形态的影响。

关键词：尾空泡独立膨胀原理水下航行体

垂直发射条件下水下航行体通气云空泡的数值模拟与实验

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航空学报 2023年第21期44卷 258-268页

作者：任泽宇王小刚程少华权晓波哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对垂直发射条件下通气云空泡的流动特性,以水下航行体为研究对象,采用改进型延迟分离涡模型(IDDES)进行非定常数值模拟,通过引入混合尺度加速了雷诺时均(RANS)到大涡模拟(LES)的转换计算,提高了湍流应力的计算精度;同时搭建了垂直约... 详细信息

针对垂直发射条件下通气云空泡的流动特性,以水下航行体为研究对象,采用改进型延迟分离涡模型(IDDES)进行非定常数值模拟,通过引入混合尺度加速了雷诺时均(RANS)到大涡模拟(LES)的转换计算,提高了湍流应力的计算精度;同时搭建了垂直约束式水下发射平台,采用定量排气的方式研究了通气云空泡的发展过程,验证了数值方法的有效性。研究发现:气液交界面在旋涡流动的作用下发生失稳,部分水相通过气液界面汇入通气空泡中发生气液掺混,形成云空泡;云空泡的发展为尺寸扩张和气液掺混同时进行的动态发展过程;在通气云空泡的作用下,流体速度梯度是云空泡影响涡量输运的主要作用因素。

关键词：水下航行体垂直发射通气空泡云空泡涡量输运(IDDES)

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附体位置对水下航行体伴流场影响规律研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 32-37页

作者：姜宜辰李永坤王晴张桂勇大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心辽宁大连116024 大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

针对水下航行体围壳和尾翼对流场产生的扰动显著降低螺旋桨推进效率且增加螺旋桨噪声的问题,采用计算流体力学方法对水下航行体周围黏性流场进行模拟,以揭示围壳和尾翼位置对桨盘面伴流场的影响机理及规律,为优化附体布置提供理论支撑.... 详细信息

针对水下航行体围壳和尾翼对流场产生的扰动显著降低螺旋桨推进效率且增加螺旋桨噪声的问题,采用计算流体力学方法对水下航行体周围黏性流场进行模拟,以揭示围壳和尾翼位置对桨盘面伴流场的影响机理及规律,为优化附体布置提供理论支撑.研究结果表明:附体尾流和角区马蹄涡会随着艇体流入桨盘面,影响桨盘面伴流场质量;围壳前移会增加尾流恢复和马蹄涡耗散的距离,利于桨盘面伴流场均匀度的提高;尾翼位置对伴流场的影响更为显著,尾翼后移会减小垂直和水平翼间的距离,促使相邻尾翼马蹄涡融合;当尾翼与桨盘面距离小于临界值时,桨盘面上尾翼马蹄涡控制的核心区均匀性会急剧恶化;随着尾翼后移,其遭遇来流速度减小,桨盘面内半径的湍流强度减小.

关键词：水下航行体围壳尾翼伴流场不均匀度湍流强度