鱼雷斜入水过程非定常运动仿真研究

针对鱼雷反潜时复杂的入水过程,采用FEM/SPH耦合方法,对鱼雷入水过程进行了仿真,研究了鱼雷入水过程中的冲击加速度和入水初始段鱼雷姿态的变化。仿真过程中发现了"忽扑"现象对鱼雷入水后非定常运动的重要影响。通过分析试验数据,完善仿真模型,模拟了"低压力"引起的鱼雷入水后的"忽扑"现象,仿真分析了鱼雷真实的入水非定常运动过程。结果可为鱼雷入水弹道设计和结构承载能力设计提供一定的依据。     

大姿态角入水时的鱼雷半实物仿真方法研究

通常在采用立式三轴转台进行鱼雷入水时的控制系统仿真时;当鱼雷俯仰角大于-70°时,控制系统半实物仿真中会出现发散,当鱼雷俯仰角为±90°时,立式三轴转台的内环轴与外环轴重合,无法提供3个自由度的运动,致使鱼雷姿态仿真无法进行,导致仿真试验失败。本文分析传统欧拉角法缺陷,合理定义欧拉角以及设置转台的角速率限幅值和角加速度限幅值,可以实现大姿态控制系统的半实物仿真,并结合某产品进行仿真试验和分析,对大姿态角入水下的半实物仿真具有参考价值。     

某舰鱼雷发射装置布置探讨

中型水面舰鱼雷发射装置在舰面上的布置与鱼雷空中弹道有关，影响鱼雷入水状态，阐述了某舰鱼雷发射装置在舰面上的布置与鱼雷入水状态，可供中型水面舰舰面武器布置设计借鉴。     

鱼雷水下发射的6-DOF运动仿真

为了直观、量化地描述鱼雷在发射出管的运动状态,研究质浮心间距对于鱼雷航行质心轨迹及姿态角的影响,本文通过建立鱼雷发射的网格模型,运用重叠网格方法和6-DOF方法对鱼雷出管的运动状态进行数值仿真分析。对仿真数据进行分析,得到了鱼雷运动时质心轨迹随时间的变化规律、姿态角随时间的变化规律、质心轨迹和姿态角随发射速度的变化规律和质浮心间距对于鱼雷运动姿态角的影响,以及鱼雷运动时的瞬态速度场分布。为鱼雷发射后运动姿态的调整和控制提供理论依据。     

模糊控制在空投鱼雷入手弹道控制中的应用

本文将模糊控制技术与古典控制技术相结合，应用于鱼雷入水弹道的控制中，以解决鱼雷高速、大角度入水时的过深问题，以及小角度入水时的跳水问题。     

鱼雷非线性H∞控制研究

本文利用非线性H∞控制理论,提出了鱼雷运动非线性H∞控制规律,并结合鱼雷实际入水运动特性进行了仿真,结果表明:设计的H∞控制器有效提高了控制系统性能和抑制干扰的能力.     

不同气囊压力气垫船空投入水研究

为保证气垫船在特殊情况的应用,对气垫船空投入水进行研究。应用Abaqus有限元分析软件对气垫船气囊建立空气弹簧模型,对气囊不同气压时气垫船入水过程的运动特性和姿态变化进行仿真分析。结果表明：气囊的运动因空气弹簧存在的原因较底板更为剧烈;气囊气压在0.2～0.3 MPa间的运动特性几乎一致,小于0.2 MPa时气囊的弹性势能较小,速度衰减较慢,入水后吃水更深;气囊气压在0.15～0.3 MPa内,气垫船入水的姿态由前倾变为后倾,气压为0.2 MPa时,气垫船入水全程的姿态变化不大。总的来说,气垫船气囊压力为0.2 MPa时入水运动特性较好,姿态始末变化不大。     

入水参数对航行体亚音速入水过程影响的数值研究

基于CFD方法，求解轴对称航行体亚音速入水过程流场的非定常RANS方程，探讨航行体入水速度、入水角和攻角等参数对入水过程流体动力、运动姿态及空泡形态的影响。研究表明：（1）入水速度对入水冲击载荷有显著影响，而且影响入水空泡的长度；（2）入水角主要影响入水冲击阶段的流体动力，对于不同的入水角，在相同的入水距离时，航行体空泡形态除自由面附近外基本保持一致；（3）入水攻角会加剧航行体的姿态变化，严重影响空泡形态；（4）自由面附近的空泡形态受气体流动及压力变化的影响，但入水2倍弹长距离之后的空泡形态受自由面影响较小，可应用理论公式快速计算空泡形态。论文研究成果可为高亚音速入水降载研究提供参考。     

火箭助飞鱼雷入水点散布误差综合分析

火箭助飞鱼雷的入水点散布误差是影响其射击效率的重要因素.根据火箭助飞鱼雷空中弹道的特点,从干扰因素的不同来源出发,分析了火箭助飞鱼雷入水点散布的主要误差源,讨论了其影响火箭助飞鱼雷射击效率的内外因素及作用规律,并据此对相关系统的改进或进行误差补偿提出了建议,对实际使用武器时有效地减小入水点散布误差,提高火箭助飞鱼雷的射击效率有一定的指导意义.     

用带优化的非线性PID控制方法设计鱼雷控制器

提出了一种带优化修正函数的非线性PID控制器设计方法，通过对控制器参数离线寻优，并对修正函数在线优化调整，可用它设计出性能优良且易于工程实现的控制器。然后用该法为某型鱼雷非线性系统设计了弹道深度控制器并在各种入水条件下进行了仿真研究。仿真结果表明，所设计的鱼雷非线性弹道深度控制系统具有良好的动、静态特性，且对鱼雷入水条件的变化具有较强的适应性。     

测量有尾翼水下航行体横倾力矩的一种新方法

象鱼雷，运载器等水下航行体决定其运动性能的安定面和操纵面和通常布置在尾部，就航行体的横运动来说，尾翼即可产生控制力矩和力矩，也可产生干扰力矩，因此，试验测量尾翼引起的横倾力矩是很重要的。     

UUV自航发射鱼雷过程的建模与仿真

UUV发射鱼雷过程中,由于自身体积小,质量轻,在受到鱼雷扰动的情况下,其速度和姿态角将发生改变。本文通过研究UUV和鱼雷在发射过程中相互作用的关系,建立UUV在发射过程中的运动模型以及鱼雷在自航发射过程中的内弹道模型,并得出鱼雷出管时UUV的运动参数,为验证UUV自航发射鱼雷的可行性提供依据。对UUV自航发射鱼雷过程的变参数进行分析,为UUV自航发射鱼雷试验以及发射装置结构优化提供依据。     

超空泡技术的结晶—“风雪”鱼雷

“风雪”鱼雷由乌克兰液体力学研究所研制,长8.23米,重2697千克。壳体由尾部至头部逐渐变细,头部为战斗部,尾部中心为大孔固体火箭发动机喷管,周围有8个小型启动火箭喷嘴,它们将“风雪”加速至超空泡速度,然后主发动机开始工作。在尾部还有一个制导线轴,当鱼雷在水中航行时释放出导线,用来控制鱼雷的运动及弹头的引爆。鱼雷的头部是极重要的空泡发生器,它呈圆形或椭圆形平板状,向前倾斜成一个“攻角”,以产生支持雷体前部的升力。离头部2/3处有4个弹出式滑杆,朝后形成一定的角度,紧贴气穴内壁,支持雷体后部在气穴内摆动。 “风雪”鱼雷之所以比常规鱼雷的速度快几     

一种带减速伞的弹体三维弹道数值仿真模型

海上实施空投时往往对弹体在空中的姿态、入水速度、入水姿态以及落点的散布有着严格的要求.采用减速伞能有效地降低弹体的速度并能迅速调整弹体的姿态,研究带减速伞弹体的空间三维弹道是确定弹体各运动参数的理论依据.本文根据弹伞系统纵平面内运动的动力学简化假设,将弹伞弹道模型拓展为空间三维弹道.通过对弹道模型进行仿真计算,确定了弹伞系统空间运动的形态.本文所建立的带减速伞弹体三维弹道模型有效地解决了空投弹伞弹道的仿真问题.     

鱼雷定深航行稳定性的分叉分析

鱼雷定深运动方程含有诸多的非线性项，用传统的分析方法对其稳定性进行研究有较大难度。运用非线性科学中的分叉理论，选定鱼雷定深运动方程中的某一流体动力系数扰动值为分叉参数，系统地分析在经典比例微分深度控制系统作用下，鱼雷在退化平衡点处的航行稳定性。利用中心流形定理，推导出系统状态变量解析表达式，对系统 Hopf分叉进行分析，并进行仿真验证。结果表明，流体动力系数变化使定深航行产生 Hopf分叉，并给出了确保鱼雷稳定航行的流体动力参数取值范围。     

高速射弹小角度入水数值模拟研究

采用基于RANS方程的CFD方法,结合VOF多相流模型和动网格技术,并考虑水的可压缩性,研究带尾翼射弹高速小角度入水时的空泡发展和弹体姿态变化,分析入水角和入水攻角对射弹运动稳定性的影响。研究发现,射弹入水初期空泡呈现不对称性,锥段部分区域沾湿,导致弹体抬头而形成正攻角,加剧了空泡的不对称性,从而引起跳弹和失稳。随着入水角增大,射弹入水稳定性增强。负攻角可以增强射弹入水稳定性,稳定性随负攻角的增大而增强;在正攻角下射弹稳定性随着攻角增大呈现先增强后降低的变化。     

波流作用下圆柱体入水特性的三维数值模拟研究

结构在实际海况中入水受到多种载荷的共同作用,同时还伴随波浪作用的影响,因此该过程是一个强非线性的过程。针对结构在波、流中入水过程的特点,将入射波(波、流)引入非线性双渐进法,研究三维刚体圆柱体在波、流及波流联合作用下入水过程运动响应及姿态的变化,计算结果与试验结果符合得较好,非线性双渐进法适用于分析三维刚体波、流中入水问题。结果表明在近波面附近,结构受波浪作用明显,入水相位、浪级、流速及波流速度矢量差异对结构入水运动速度及轨迹影响明显。     

结构物入水砰击过程数值分析

采用MSC.Dytran软件对二维楔形体入水砰击过程进行数值模拟,分析考虑空气和重力因素的液面变化情况,总结入水速度、入水角度与砰击载荷的关系;对三维刚性船舶尾部结构入水砰击问题进行研究,得到曲率变化对结构砰击载荷的影响规律。     

自由降落式救生艇释放运动研究

为了建立自由降落式救生艇释放运动的模型，分析救生艇释放的运动过程，将其分为下滑、旋转、自由下落和入水4个阶段，对每个阶段进行受力分析，并建立运动方程。在入水阶段，根据切片理论，在求解入水半宽和附加质量时，考虑液面抬升，分别采用动量理论和动能理论计算艇入水时所受砰击力；利用四阶龙格库塔求解救生艇运动模型，将模拟试验的数据与模型试验结果进行对比，结果发现利用动能理论所得的结果与模型试验结果较为吻合。研究结果显示，考虑液面抬升时，利用动能理论计算砰击力能较准确地模拟自由降落式救生艇的入水运动。     

潜艇水声对抗系统中的鱼雷报警问题

本文分析了鱼雷运动辐射噪声和鱼雷运动所具有的特征，采用新的谱估计方法和时－频谱的多普勒分析技术，对鱼雷目标被动识别问题进行了探讨，提出了以模糊模式识别理论为基础的目标识别方法。在由接收信号的特征信息所构造的论域上，建立相应的隶属函数，依据最大隶属度原则，来识别判决鱼雷目标。文中还就鱼雷报警系统中的作用距离进行了理论分析和估计。