基于体积力方法的船舶波浪回转运动数值仿真

研究船舶在波浪环境中的自由操纵运动对船舶操纵性具有重要意义.本文对ONRT全附体模型在规则波中的回转运动进行仿真研究.采用基于结构化动态重叠网格的自研CFD软件HUST-Ship求解RANS方程与船体六自由度运动方程的耦合问题.RANS方程通过有限差法离散,并使用PISO算法进行求解.波浪中操纵运动使用了移动计算域方法...     

运动稳定性的灵敏度分析研究

本文在研究和推导鱼雷纵向运动的特征方程基础上,对某型鱼雷的运动稳定性进行了分析;并在此基础上研究了鱼雷运动稳定性的灵敏度,提出了一种分析鱼雷运动稳定性的计算方法--特征根的灵敏度计算法,并且在文中给出了算例.     

鱼雷变推力运动方程式

目前的针雷运动方程是建立在恒推力基础上的，为了将切线加速度引入弹道控制，建立变推力方程是必要的。本文以某型鱼雷及某热动力系统为对象，导出了变推力运动方程，这对鱼雷动力和控制的设计有重要的意义。     

基于BTT的反鱼雷鱼雷横向-横滚操纵性研究

针对传统的侧滑转弯(Skid-to-Turn,STT)控制技术的缺点,提出了采用倾斜转弯(Bank-to-Turn,BTT)技术应用于反鱼雷鱼雷(Anti-torpedo torpedo,ATT)的控制方法.分析了ATT横向-横滚操纵性的数学模型,并对其进行了必要的简化.建立了ATT横向-横滚扰动方程,给出了横向-横滚运动最重要的操纵性指数,并以此进行K-T分析,从而得出ATT横向-横滚操纵性的评价方法,最后通过实例分析了ATT的稳定性和机动性.研究结果表明:ATT的稳定性和机动性相互制约,难以同时达到最优,在实际设计中要根据需要相互协调这2项指标.     

鱼雷形水下机器人水动力试验研究

水下机器人的水动力参数是建立其空间运动数学模型的重要基础,文章对某鱼雷外形的水下机器人,在循环水槽进行了模型水动力试验,得到水下机器人阻力曲线、绘制出了水平斜航和垂直斜航受力随攻角和漂角变化的曲线并将其回归成与漂角或攻角相关的表达式,得到了与操纵性能相关的主要水动力系数,在此基础上对水下机器人的运动稳定性进行了分析,研究结果表明水下机器人能够满足运动稳定性的要求,同时试验得到的水动力参数为水下机器人的操纵性分析及运动控制提供依据.     

鱼雷空间运动预报方法

本文给出了鱼雷在雷体系中的空间运动方程和流体动力的非线性表达性，以及空间运动预报方法和算例。     

高速舰船操纵性仿真研究

舰船操纵性响应方程在操纵性仿真、控制及理论研究中的日益扩展。高速舰船的操纵性与普通舰船有显著不同，其中之一是旋回过程中会产生较大的横倾。从舰船操纵性研究的角度出发，分析了横倾对高速舰船水动力导数的影响，并提出了计入该影响的方法，提高了高速舰船操纵性计算精度。据此，应用响应方程进行了旋回运动的计算机仿真，仿真结果是令人满意的。     

新型油船操纵运动数值模拟

新船艇在制造之前要进行操纵性预报,而数值模拟现成为预报中一种较可靠方法。为了研究一艘新型万吨油船的操纵性,采用分离性数学模型(MMG),结合船艇粘性水动力性能特点,构建船艇操纵运动模拟模型,运用4阶龙格-库塔(Runge-Kutta)数值方法求解该微分方程。基于该综合集成方法,对该新油船在满载条件下的定常回转试验、Z形试验等自航模操纵运动进行数值模拟,并将数值模拟结果同该船的自航模试验进行比较,模拟结果与试验数值较吻合。研究表明,利用文中的数值模拟法可以有效实现该新油船操纵运动模拟和操纵性预报。     

潜艇双拖系统运动仿真研究

建立拖曳系统运动方程，在时间和空间上作中心差分数值离散平衡方程式，编制拖曳系统运动计算程序。在拖缆尾端自由边界条件中，将尾绳阻力作为自由尾端点的张力，改善了因尾自由端张力为零引起的差分方程奇异性，使仿真计算更加稳定。用潜艇标准操纵性运动方程仿真计算其在垂直面内的操纵运动，将拖点的运动速度转换到拖曳系统局部坐标系中，以此作为拖曳系统的边界条件。仿真计算了潜艇垂直面内两种操舵控制模式下潜浮机动时的双拖系统运动。根据潜艇双拖系统运动仿真计算结果，绘制了双拖系统相交界限图。     

基于操纵运动方程的水动力导数计算方法研究

基于STAR-CCM+软件平台,采用RANS方程和VOF算法,针对某一具体船模进行PMM运动数值模拟,考虑自由液面的兴波与航行过程中船模姿态的变化。建立船模按斜航运动、纯横荡运动以及不同振荡模式下首摇运动3种工况下的操纵性水动力导数求解方法。并将仿真计算结果与采用回归方程求得的结果进行比较,证明基于STAR-CCM+软件平台该方法求解水动力导数的有效性。