自动力潜艇热尾流水面热特性的实验研究

本文研究了实验水槽中自动力潜艇热尾流水面热特性,消除了除潜艇自身特征外其他拖动组件对热尾流扩散的影响,更加准确地再现了热尾流的扩散过程。通过热尾流温度分布预测了潜艇热尾流由热流区和冷热流混合区2个区组成,解释了2个区形成的过程,而热流区几乎全部由热流团组成,而且温度相对更高。红外热像仪拍摄的潜艇热尾流水面温度场分布图再次验证了热尾流水面热特性预测的正确性。本文对红外遥感探潜具有一定的参考价值。     

基于三维动网格技术的潜艇热尾流浮升规律及水面温度特征研究

准确获得潜艇热尾流浮升、扩散规律及其水面温度分布特征是发展红外探潜技术的关键。本文基于动网格技术,建立潜艇水下航行三维计算模型,分别采用壁面法与VOF法对潜艇热尾流浮升过程进行仿真。研究获得了潜艇热尾流的浮升、扩散规律及其水面温度分布与红外识别特征。在此基础上,分析了不同冷却水排放方案下热尾流水面温度分布特征的变化规律,提出了抑制热尾流浮升、减弱水面温度特征的方法。本文研究结果可为下阶段的实验研究与测量提供一定理论基础。     

基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究

针对基于相对运动的"排水法",无法全面、准确地反映潜艇热尾流浮升扩散规律,建立基于动网格技术的潜艇水下航行的二维计算模型,利用流体计算软件Fluent对潜艇排放过程中的流动-传热过程进行数值模拟。采用网格重构和网格光顺方法结合Profile运动边界驱动机制实现网格区域运动,确保模型符合实际运动规律。研究动网格技术和"排水法"热尾流最大浮升高度沿流向分布情况,最大浮升高度和中心温度随时间的变化规律。研究结果表明:动网格技术对于潜艇航行过程中的热尾流浮升过程有较高的计算精度;模拟结果捕捉到了浮升过程中流动和传热的瞬时变化,揭示了热尾流浮升扩散的规律。研究结果进一步为潜艇红外特征研究提供了理论支持和方法思路。     

水下航行体热尾流浮升特性研究

水下航行体排放的热尾流的浮升规律及其水面温度分布特征是红外探测的基础。本文从热尾流形成过程出发,建立水下射流的二维计算模型。基于Fluent软件的湍流数学模型,对温度分层和均匀环境介质中的热尾流的浮升特性及水面温度分布进行数值计算,并以VOF方法追踪了温度分层环境中的尾流界面,得到热尾流的轨迹与温度的衰减规律,对比分析温度分层环境与均匀介质环境中的异同。     

基于CFD的潜艇排放口结构优化与仿真分析

潜艇的排放口结构对排放冷却水的热分布规律有直接影响,因此排放口结构优化对潜艇红外隐身同样具有重要意义。根据计算水动力学和传热学等相关理论,建立了潜艇冷却水排放过程的数学模型,基于标准k-ε模型和有限体积法进行CFD数值模拟。对比分析了圆形、长圆形等不同排放孔形状和不同疏密程度的排放孔排布时,排放口壁温与热尾流温度的分布特性。仿真结果表明,长度方向与航行方向平行的长圆形排放孔和采用交叉排列形式均有利于冷却水热尾流的热量扩散,更有利于潜艇的红外隐身。     

潜艇热射流浮升特性研究

分析了在均匀密度分层环境中潜艇热尾流中程和远程的浮升特性,并进行了数值模拟,发现G rashof数对热射流的影响十分显著。     

水下航行器排放冷却水温度分布特性研究

根据计算流体动力学理论建立了水下航行器排出冷却水形成热尾流的浮升规律的数学模型,采用有限体积法来离散求解三维湍流数学模型,对水下航行器排出热尾流的浮升特性进行了数值计算分析,得到了热尾流轨迹和热尾流温度场分布图像,将热尾流的试验结果与理论数值模拟结果进行比较,验证了模型的正确性。文中建立的水下航行器排放冷却水浮升模型可预测热尾流的温度分布特性和预先估计海面温度场分布状况,为红外探潜提供了理论依据。     

舰船气泡尾流特性研究现状

为了对水面舰船尾流的特性和产生机理进行试验测量和理论分析,并以此为基础,建立舰船气泡尾流模拟系统,进而研制声光复合尾流自导系统.在阅读相关文献及参考相关试验结果的基础上,对舰船气泡尾流特性的研究现状进行了总结.从气泡的运动、气泡的分布及气泡数密度变化规律3方面阐述了尾流中气泡特性;从舰船尾流的长度、宽度、深度3方面描述了气泡尾流几何特性的数学模型;指出了气泡尾流特性的研究方向以及急需解决的2个重要问题.     

热尾流红外探测作用距离工程估算方法

舰船热尾流产生的红外辐射特性是暴露舰船的重要非声物理特征之一。为实现对舰船热尾流红外特性的定量评估,本文从热尾流的产生,热尾流在海面产生红外辐射,热尾流产生的红外辐射在大气中传输和红外探测器的性能参数等影响热尾流探测的主要因素入手,建立各个部分的工程估算模型,形成红外探测作用距离的工程估算方法。分析红外探测的作用距离与热尾流特征参数的关系,为进一步研究热尾流红外隐身技术提供参考。     

光电探测在探潜方面的发展分析

针对目前探潜方面存在的问题已不能满足未来海上实战的需要，阐述了光电探测潜艇技术的优势及其必要性，分析了激光探潜技术存在的主要问题及解决方法，介绍了发展激光探潜的关键技术，激光器技术和接收技术，并作了红外探潜潜艇热尾流的可行性分析，研究了潜艇热尾流在不同流体环境中的浮升的差异以及水面热轨迹的大体形状，同时分析了目前的红外探测器件条件和红外探潜对红外器件的更高要求，最后分析了光电探潜技术未来的发展趋势。     

舰船尾迹图像的对比度特征提取方法

根据舰船尾迹图像尾迹区与海水背景区存在明显对照的特性,提出用对比度参数作为尾迹图像质量评价指标,进而表征舰船尾迹光学信号特征强度.为有效评价尾迹图像质量,在改进对比度基本计算模型的基础上,充分考虑人的视觉特性,引入尾迹区与海水背景区的加权因子进行组合评价,将主观与客观评价方法有机结合起来,并通过专门研制的海上特征提取实验装置进行对比度特征提取实验分析.结果表明,对比度参数能较好地反映人眼对尾迹图像实际质量的主观视觉感受,更能体现尾迹图像处理应用的本质,且能定量可靠地描述舰船尾迹光学信号特征强度的变化规律.     

潜艇近水面航行兴波特征研究

潜艇作为一种水下航行器，其近水面运动时产生的绕流场远比无界直航运动时要复杂得多，其近水面航行时对自由液面的影响不容忽视。本文采用粘性流体力学计算方法，对SUBOFF潜艇近水面航行时的粘性绕流场进行模拟，对自由液面的兴波进行计算，并对波形特点进行深入分析。通过本文的研究，得到潜艇近水面航行时自由液面兴波的特点和相关规律。     

潜艇内波尾迹物理场在海面映波量值的确定

采用Tuck的方法,具体计算了国外有代表性的潜艇在海洋中内波尾迹物理场垂直上传到海面上的映波的量值,并对映波波幅随艇半径、艇长度、艇速和艇后距的关系作了分析.     

消涡整流片对潜艇马蹄涡的控制及其与辅翼效果的比较

潜艇桨盘面伴流是潜艇螺旋桨的进流,其周向均匀性与螺旋桨的振动与噪声直接相关。文章在阐明潜艇主附体结合部马蹄涡对潜艇伴流影响和消涡整流片的作用原理的基础上,针对SUBOFF模型的几何特点,设计了一套消涡整流片,运用分离涡方法计算了消涡整流片对桨盘面速度分量周向不均匀性的抑制作用,并与辅翼的整流作用进行了比较,结果表明,消涡整流片效果相对较好,可使周向不均匀性下降50%～80%,且整流片的整流效果具有较好的稳定性。     

潜艇的实效周向伴流

单轴潜艇的实效周向伴流应被考虑。本文提出了潜艇实效周向伴流的确定和功率的算法。     

潜艇攻击机动目标武器使用有关问题的研究

对潜艇攻击机动目标情况下武器使用涉及的有关问题进行研究。可能的潜射攻击机动目标的武器包括线导鱼雷、声自导鱼雷、尾流自导鱼雷、直航鱼雷以及反舰导弹等。分别分析这些武器用于攻击机动目标时所具有的特点,探讨这些武器在攻击机动目标作战背景下的射击使用方法、存在的问题、注意事项等。结果表明,这些武器用于机动目标攻击作战各有所长的同时也都有不足之处,程度不同而已,关键是射击使用中对其特点的科学合理把握,以及通过严格射击训练达成的熟练运用。     

基于搜索效能的水面舰艇编队搜潜对策研究

根据水面舰艇对潜搜索的基本特点,选取单位时间内水面舰艇编队能有效搜索的海域面积作为对潜搜索效能指标[1],建立水面舰艇编队对潜搜索效能的基本模型,并通过对模型和仿真计算结果进行分析,给出了在水面舰艇搜潜作战时应采取的策略。     

潜艇指挥决策控制模型及仿真研究

在分析模糊神经网络(FNN)结构的基础上,根据潜艇指挥决策控制的特点,提出了利用模糊神经网络建立潜艇指挥决策控制模型.潜艇指挥决策控制过程是一个典型的模糊过程,模糊神经网络能够较好地处理模糊信息,并具备模糊推理能力.文中给出了适应潜艇指挥决策控制特点的模糊神经网络结构,推导了模糊神经网络学习算法,并探讨了基于模糊神经网络的潜艇指挥决策控制模型在潜艇指挥控制系统中的应用.