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水下航行体通气超空泡减阻特性实验研究

船舶工程 2006年第3期28卷 14-17页

作者：王海斌张嘉钟魏英杰王聪于开平贾力平哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为了研究超空泡的减阻效果,保证在较低流速下生成超空泡,在水洞中开展了水下航行体通气超空泡的实验研究.采用通气的方法在较低水速下生成人工通气超空泡,通过改变通气率和弗劳德数,获得了不同条件下通气空泡的长度,以及不同空泡长度下... 详细信息

为了研究超空泡的减阻效果,保证在较低流速下生成超空泡,在水洞中开展了水下航行体通气超空泡的实验研究.采用通气的方法在较低水速下生成人工通气超空泡,通过改变通气率和弗劳德数,获得了不同条件下通气空泡的长度,以及不同空泡长度下的模型阻力系数.研究表明,来流速度不变时,空泡长度随通气率的增加而增加,阻力系数随空泡长度的增加先递增后递减;空化器直径对阻力系数的影响较大,在大弗劳德数条件下,阻力系数会因空化器直径过大而出现随通气量的增加而变大的趋势.利用商用软件对超空泡形态及阻力系数作了数值仿真,并与实验结果作了对比,两者符合较好.

关键词：水动力学水下航行体通气超空泡弗劳德数阻力系数水洞实验

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水下航行体泵喷推进器设计与性能分析

海军工程大学学报 2018年第4期30卷 62-66,108页

作者：王小二张振山张萌海军工程大学兵器工程学院武汉430033

为了快速、高效地设计出性能优良的泵喷推进器,采用全三维反问题计算和正问题计算相互迭代的方法对某水下航行体的泵喷推进器进行了设计。在不考虑流体压缩性和粘性条件下,将泵喷推进器内部有旋流动分解为周向平均流动和周向脉动流动,... 详细信息

为了快速、高效地设计出性能优良的泵喷推进器,采用全三维反问题计算和正问题计算相互迭代的方法对某水下航行体的泵喷推进器进行了设计。在不考虑流体压缩性和粘性条件下,将泵喷推进器内部有旋流动分解为周向平均流动和周向脉动流动,其中周向平均流动方程通过三维欧拉方程在周向平均后导出,周向脉动流动议程通过Clebsch变换得到控制方程;不考虑叶片厚度的情况下,用叶片中心面上的涡来代替叶片对水的作用,叶片形状根据边界条件设置迭代确定。然后,运用雷诺时均方法对所设计的泵喷推进器进行数值仿真,发现泵喷推进器在设计航速下水力效率为89%,泵喷转子叶片表面未见空化,推进器产生的推力略高于航行体阻力。该结果表明:所提方法能满足设计要求,由此验证了设计方法的有效性。

关键词：水下航行体泵喷推进器三元设计

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水下航行体故障诊断策略的设计与实现

计算机测量与控制 2013年第1期21卷 21-23,66页

作者：马冲昆明船舶设备试验研究中心昆明650051

为解决水下航行体合段状态下的故障诊断与定位难题,设计并实现了一种基于SQL Server 2005数据库的故障诊断策略;采用多线程监控技术、数据融合技术处理实时数据,提取并隔离故障信息,建立故障模型库、故障知识库和辅助决策支持库完成故... 详细信息

为解决水下航行体合段状态下的故障诊断与定位难题,设计并实现了一种基于SQL Server 2005数据库的故障诊断策略;采用多线程监控技术、数据融合技术处理实时数据,提取并隔离故障信息,建立故障模型库、故障知识库和辅助决策支持库完成故障匹配、诊断及定位;经数百次故障排查试验证明,所提出的故障诊断策略具备自主学习和主动预测能力,能够快速、准确完成段、组件级在线故障检测任务。

关键词：故障诊断策略故障数据库数据融合水下航行体

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水下航行体流体阻尼力系数的CFD计算研究

导弹与航天运载技术 2016年第1期 66-69,88页

作者：尤天庆王占莹程少华穆洲鲍文春北京宇航系统工程研究所北京100076

水下航行体流体阻尼力关系到弹道的稳定性和操纵性,当航行体以较大角速度机动时阻尼力更是不可忽略,因此准确预示航行体流体阻尼力具有重要意义。以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法为基础,结合动网格和动坐标系技... 详细信息

水下航行体流体阻尼力关系到弹道的稳定性和操纵性,当航行体以较大角速度机动时阻尼力更是不可忽略,因此准确预示航行体流体阻尼力具有重要意义。以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法为基础,结合动网格和动坐标系技术,进行基于雷诺平均N-S方程的阻尼力计算方法研究,发展针对水下航行体附加力系数和俯仰阻尼力矩系数的数值计算方法,通过与试验数据对比表明,该方法具有较好精度,在此基础上分析了空化现象对流体阻尼力系数的影响。

关键词：计算流体动力学水下航行体流体阻尼力空化

基于伯努利方程与边界层理论的水下航行体减阻特性分析

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兵工自动化 2023年第2期42卷 65-69页

作者：暴小鹏周浩海军工程大学兵器工程学院武汉430033

针对超空泡航行体减阻特性,基于伯努利方程与边界层理论,分析航行体在超空泡状态下相比于全沾湿状态和局部空化状态下的减阻特性,并讨论航行体的头部圆锥半角、长径比与尾部外形对航阻的影响。仿真结果表明:超空泡航行体具有明显的减阻... 详细信息

针对超空泡航行体减阻特性,基于伯努利方程与边界层理论,分析航行体在超空泡状态下相比于全沾湿状态和局部空化状态下的减阻特性,并讨论航行体的头部圆锥半角、长径比与尾部外形对航阻的影响。仿真结果表明:超空泡航行体具有明显的减阻效果;在同样的航行体长径比约束下,减小长度相比于减小直径其增阻效果更趋明显;圆台尾部相比于圆柱尾部的减阻效果随着空泡腔体的增大而渐趋弱化。

关键词：水下航行体空化数通气超空泡长径比减阻特性

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水下航行体水舱开孔阻力特性分析

船舶工程 2016年第3期38卷 10-13,18页

作者：董彬胡芳芳殷洪李新汶武汉第二船舶设计研究所武汉430205

水下航行体借助流水孔进排水实现上浮下潜,而众多流水孔会增加艇体阻力。针对水舱开孔对流场的影响问题,提出了长宽比、格栅角度、开孔位置三个变量,在已有阻力试验模型基础上进行数值建模,采用SST k-ω两方程的RANS湍流模型进行计算。... 详细信息

水下航行体借助流水孔进排水实现上浮下潜,而众多流水孔会增加艇体阻力。针对水舱开孔对流场的影响问题,提出了长宽比、格栅角度、开孔位置三个变量,在已有阻力试验模型基础上进行数值建模,采用SST k-ω两方程的RANS湍流模型进行计算。结果表明,开孔水舱内存在流体撞击水舱壁面—形成涡旋—内外流掺混等现象;相比较而言,长宽比小于1时的阻力比大于1时的阻力要小;随着格栅与来流角度的增加,阻力呈先增后减趋势,在与来流成-45°时附近阻力性能好;表面压力为顺压梯度时阻力最大。

关键词：水下航行体流水孔长宽比格栅压力梯度

内孤立波作用下水下航行体的流体动力特性研究

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内孤立波作用下水下航行体的流体动力特性研究

作者：杜鹏汪超邢丞铭赵森宋健李卓越陈效鹏胡海豹西北工业大学深圳研究院西北工业大学航海学院

海洋内部的大振幅、非线性内孤立波对密度跃层附近的水下航行体产生剪切作用,严重影响了水下航行体的安全航行。依据KdV理论开展数值模拟研究,采用速度入口造波方式,建立了内孤立波数值水槽,并利用实验结果验证了数值模拟的准确性。利... 详细信息

海洋内部的大振幅、非线性内孤立波对密度跃层附近的水下航行体产生剪切作用,严重影响了水下航行体的安全航行。依据KdV理论开展数值模拟研究,采用速度入口造波方式,建立了内孤立波数值水槽,并利用实验结果验证了数值模拟的准确性。利用该方法研究了内波对静态Suboff航行体模型的作用,模拟了航行体位于内波界面处的现象,重点对航行体上的力和力矩进行了分析,结合内波波形以及内波引起的流场变化研究,揭示了航行体上的受力变化机理。

关键词：内孤立波水下航行体数值水槽流体动力

来源： cnki会议评论

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水下航行体诱发的德拜磁场研究

水下航行体诱发的德拜磁场研究

作者：张东泉西安工业大学

学位级别：硕士

水下航行体尾流诱发的德拜磁场作为尾流重要物理特性之一在海洋探测、跟踪和反侦察中占有重要地位。水下航行体运动扰动海水中的粒子运动产生微弱电流,这些电流能产生可测量的感应电磁场,这些磁场可用于检测海洋内部波。论文对水下航行... 详细信息

水下航行体尾流诱发的德拜磁场作为尾流重要物理特性之一在海洋探测、跟踪和反侦察中占有重要地位。水下航行体运动扰动海水中的粒子运动产生微弱电流,这些电流能产生可测量的感应电磁场,这些磁场可用于检测海洋内部波。论文对水下航行体几何结构进行优化减阻,借助Fluent软件对这几种不同几何结构的水下航行体水动力性能进行仿真计算。分析了水下航行体尾流诱发的德拜磁场和轴频电磁场的产生原理、区别和联系,根据流体力学相关知识和麦克斯韦方程组相关理论,结合水下航行体几何结构特征建立了水下航行体尾流德拜磁场的数学模型。利用COMSOL仿真软件对水下航行体尾流磁场的分布情况进行了简单的仿真,研究主要内容如下所示:1.水下航行体外形方案水动力性能仿真分析。利用精确数学表达式的几何组合法和流线型回转体外形的描述设计方法,通过MATLAB仿真软件,对常见的水下航行体的几何机构进行仿真,基于流体力学相关知识,利用计算机、数值方法和近似处理方法,采用Fluent流体仿真软件对五种外形方案的鱼雷型水下航行体进行水动力分析,仿真结果显示水下航行体的航行阻力和尾流形态与水下航行体几何结构有关系。2.水下航行体尾流德拜磁场数学模型建立。首先介绍了一种利用水面波形识别水下航行体几何尺寸,航行速度和淹没深度的模型算法。接着介绍了德拜磁场和轴频电磁场的产生原理,水下航行体螺旋桨高速旋转带动海水中无机盐粒子在水中运动与地磁场相互作用会产生运动电流和第二电磁场,并分析了德拜磁场与轴频电磁场之间的区别与联系,最后建立了水下航行体尾流速度场数学模型,在此基础上根据麦克斯韦方程组和磁流体力学理论建立了尾流磁场数学模型。通过计算机仿真得到尾流德拜磁场与航行体航行速度、几何结构和下潜深度之间的关系以及随尾部磁场分布变化特性。3.基于有限元COMSOL仿真软件建立德拜磁场仿真系统。仿真系统的主要功能是对尾流产生的德拜磁场大小和分布进行可视化仿真,该仿真软件已经内置了大量的偏微分方程,基本不需要自己编程。基于粒子追踪方法对水下航行体进行简单的动态仿真,给出了它的速度云图和压力等值线分布图。设计简单的水下航行体水轮机翼型仿真系统对不同水轮机翼型几何机构进行综合仿真。软件所使用差分法和泛函分析进行数值求解的方法,其扩展性优于其他的有限元仿真软件。水下航行体尾流诱发的德拜磁场探测量级极其微弱,受实验室条件因素等影响,本论文要以计算机建模仿真为主。对于水下航行体尾流诱发的德拜磁场生成机理、尾流特性以及利用这种特性进行水下目标精准探测方面的认识还需要进行更深入的研究。

关键词：水下航行体尾流德拜磁场流体动力学轴频电磁场动态模拟

水下航行体连续垂直发射出筒过程多相流动特性研究

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水下航行体连续垂直发射出筒过程多相流动特性研究

作者：李强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着潜艇技术的不断发展,潜射导弹已经成为重要的战略战术力量,为了保证战略打击的精确性和持续性,在传统潜射武器的基础上,研究水下航行体连续垂直发射技术是未来潜射武器发展的趋势。本文在此背景下,通过数值仿真和实验的手段研究航... 详细信息

随着潜艇技术的不断发展,潜射导弹已经成为重要的战略战术力量,为了保证战略打击的精确性和持续性,在传统潜射武器的基础上,研究水下航行体连续垂直发射技术是未来潜射武器发展的趋势。本文在此背景下,通过数值仿真和实验的手段研究航行体水下连续垂直发射过程,分析航行体出筒后,筒口流场演变规律和运动学特性,重点研究两发航行体连续发射过程中产生的干扰问题。首先,基于多相流模型,利用流体仿真软件完成了两发航行体出筒阶段的三维数值模拟。研究了首发航行体和次发航行体出筒后,筒口流场变化特征和航行体水中运动阶段的动力学。分析了航行体表面的压力变化规律和运动特性,并考虑了横向来流对垂直发射的影响。设计了水下航行体连续垂直发射的实验系统,完成了单发航行体的水下发射实验。研究了单发航行体发射出筒过程的空泡轮廓特征,分析了发射规程中产生的回射流现象,提取了航行体的运动学特征,并对航行体发射出筒后产生的水锤效应进行了分析。此外还研究了艇速影响时的空泡形态变化,运动轨迹等规律。对于两发航行体的连续发射过程,对比了半球头头型和锥形头型的航行体发射过程的多相流流场特征,分析了首发航行体和次发航行体运动轨迹、空泡轮廓特征、空泡直径与长度变化规律、偏转角度变化等规律。研究了出筒速度、潜艇的艇速和两发航行体的发射时序等因素对航行体连续发射过程的影响。

关键词：水下航行体连续发射垂直发射多相流流体动力