水下航行体的改进S面运动控制器

为研究水下航行体的纵向速度对其余自由度运动所产生的影响及其自身所承受的静力学作用,在分析水下航行体运动模型的基础上,提出了一种改进S面运动控制器。该控制器不仅保留了常规S面控制器参数易于调整且结构简单的优点,同时还克服了常规S面控制器在水下航行体高速航行时运动控制效果差的缺点。引入李雅普诺夫函数对该控制器的稳定性进行分析,并将该控制器成功应用于水下航行体的运动控制。将改进S面运动控制器与常规S面控制器的试验结果进行对比,结果表明:改进S面运动控制器在水下航行体的运动控制方面具有可行性及有效性。     

潜艇主艇体三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型、边界条件对SUBOFF模型主艇体的七种网格模型进行了三维粘性流场数值模拟.将计算所得的艇体表面的压力系数和壁面剪应力系数沿艇长的分布与有关文献的试验结果进行了比较,并以曲线的形式展现出来.分析了湍流模型、边界条件和y+值范围对潜艇主艇体三维粘性流场数值计算结果的影响.     

雷诺数对潜艇粘压阻力和尾部伴流场影响的数值计算研究

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟。将低雷诺数条件下的计算结果与试验结果进行比较,验证计算方法的可靠性;利用数值计算技术分析潜艇工程设计和试验中出现的问题,包括潜艇实艇阻力预报方法研究和雷诺数对潜艇尾部伴流场的影响研究。     

基于BP神经网络与L-M算法的潜艇声纳自噪声预报

L-M（Levenberg-Marquart）算法与BP（Back-Propagation）神经网络相结合，使神经网络在多样本、大变量输入的情况下，具有更快的收敛速度和更高的逼近精度。将BP神经网络与L-M算法相结合应用于潜艇声纳自噪声预报；分析了影响潜艇声纳自噪声的各种声源参数；利用潜艇声纳实测数据进行网络训练，训练好的神经网络可以对潜艇声纳自噪声进行精确预报。     

水下航行器的尾流场测试误差分析

采用Realized k-ε湍流模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型分别在风洞和水池试验条件下的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,计算结果同试验结果具有很好的一致性,对两种试验条件进行模拟所得的结果是完全一致的,计算结果表明,在风洞和水池进行水下航行器尾流场试验所获得的结果差异主要是由于测试误差引起的.     

基于参数化船模的静水力计算

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。     

尺度效应对全附体潜艇阻力数值计算结果的影响

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将雷诺数为1.2×107时的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性 采用不同数量的网格分别对不同尺度的SUBOFF模型在高雷诺数条件下的流场进行数值模拟,研究网格数量和艇体主尺度大小对高雷诺数条件下潜艇阻力计算结果的影响,通过对计算结果的分析,获得了尺度效应和网格数量对潜艇阻力数值计算结果的影响规律。     

基于雷诺应力方程模型的全附体潜艇尾部伴流场三维粘性数值计算

采用Reynolds应力方程模型求解Reynolds平均Navier—Stokes方程，对SUBOFF全附体模型的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟，将计算的潜艇尾部伴流场同有关文献的试验结果进行了比较，计算结果同试验结果具有很好的一致性。结果表明，Reynolds应力方程模型在潜艇的流场计算中特别是在对潜艇的尾部伴流场的计算方面具有很好的应用价值和发展前景。     

水下航行体回转水动力数值计算研究

准确预报水动力对水下航行体的安全操纵设计而言至关重要。基于商用软件FLUENT数值求解RANS方程,采用定常旋转坐标系,运用相对运动理论及运动叠加原理,并对控制方程中向心力源项空间离散误差进行修正,预报水下航行体做单平面回转运动的受力及力矩。在Re=11.7×106条件下,力和力矩预报精度的偏差在12%以内,表明所采用的数值预报方法有效、可行,具有较好的工程实用价值。     

澳大利亚未来潜艇外形特点分析

澳大利亚出于国家战略威慑力和能源安全性的考虑,预计在2026年完成下一代潜艇的设计制造,以接替"柯林斯"级潜艇,实现情报收集、对陆打击、协同作战等多重目标。从澳大利亚2026年潜艇的设计理念和具体实现入手,分析其外形特点和改良后的总体性能;在不同雷诺数条件下,采用数值计算方法对2026年潜艇的光体模型进行三维粘性流场数值模拟,分析其快速性以及同一网格划分的计算准确性随速度的变化规律;在雷诺数为3.50×107时,选取同2026年潜艇模型主尺度(L和D)、湿表面积、排水量基本相等的水滴形潜艇光体模型,保证网格数量相近,对其流场进行数值模拟,研究不同外形特点对潜艇水动力特性的影响。计算结果表明,2026年潜艇采用的外形水动力特性略低于水滴形,原因是潜艇设计的边界条件包含水动力特性、总体布置、可靠性、经济性等诸多方面,选取各项性能指标时,要综合考虑,彼此兼顾,达到较优的平衡状态。