基于CFD的潜艇模型自航仿真分析

潜艇自航试验是预报和评估潜艇快速性的关键技术。采用数值模拟方法系统地研究全附体潜艇+螺旋桨的三维粘性流场和水动力特性。在对全附体SUBOFF模型+螺旋桨水动力特性进行仿真分析前,分别将全附体SUBOFF模型的阻力和敞水桨水动力特性的数值预报结果与试验数据进行比较,结果吻合较好。通过对全附体SUBOFF模型+螺旋桨进行仿真分析和研究,实现了全附体潜艇+螺旋桨三维流场的数值计算。在给定航速下,螺旋桨推力与艇体阻力为螺旋桨转速的函数,通过改变螺旋桨转速得到潜艇在既定航速下的自航点,仿真分析结果清晰、形象地描述了带桨全附体艇的水动力性能。     

基于CFD的潜艇阻力及流场数值计算

运用雷诺平均N-S方程,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用RNG k-ε湍流模型,实现了对裸潜体、带指挥台围壳艇体、带十字尾翼艇体、全附体潜艇4种模型的阻力及粘性流场的数值模拟。通过数值模拟,得到了潜艇表面压力分布情况和附体附近流场的一些特性,为进一步优化潜艇的艇型和分析潜艇的流噪声打下了基础。而阻力的对比在一定程度上验证了数值模拟的可靠性。     

附体对潜艇阻力及尾部伴流场的影响

针对SUBX潜艇模型,采用数值计算手段,开展附体对潜艇阻力及尾部伴流场的影响分析。计算表明,附体导致潜艇粘压阻力的显著增加,以及伴流场不均匀性的产生。稳定翼对桨盘面半径内伴流场不均匀性的影响较大,而指挥室围壳主要影响桨盘面半径外伴流场不均匀性。从降低阻力和改善伴流场角度考虑,需开展附体外形、位置及与主艇体连接形式的深入研究。     

附体对潜艇阻力性能的影响研究

为了研究附体对潜艇阻力性能的影响,对7种不同附体布置的SUBOFF潜艇模型进行直航运动的数值仿真,对各潜艇模型的摩擦阻力、粘压阻力和总阻力进行预报。通过数值仿真发现,附体的布置使粘压阻力显著增加。分析潜艇表面压力分布情况和潜艇周围速度场特性,对减少潜艇阻力、提高潜艇快速性和提高潜艇战斗力有重要意义,也为潜艇的初步设计和附体优化提供了参考。     

潜艇指挥台围壳优化设计方案研究

文中主要计算研究了带有不同水平位置、高度及外形下的潜艇指挥台围壳的全附体SUBOFF潜艇模型,采用求解RANS方程的CFD软件的数值计算方法,对不同方案模型进行了数值计算,保证各工况间网格的相似性,横向比较各方案的计算结果。研究指挥台围壳部分与整体的阻力情况,指挥台围壳对其后方流场及螺旋桨盘面处的伴流场的影响情况,经综合比较得到最优的围壳设计方案。     

基于旋转坐标系方法的潜艇旋臂试验数值模拟

潜艇水动力系数对其水动力性能研究具有重要意义。为了获取潜艇旋转导数,本文以结构化网格为背景,采用旋转坐标系方法将潜艇旋臂试验数值模拟转化为定常问题,对Suboff裸艇与全附体在2种不同的湍流模型下进行数值仿真,并与试验数据对比,发现仿真结果与实际较为相符,其中标准k-ω的仿真结果总体优于 RNGk-ω,表明方法可行且拥有较高计算效率。本研究对获取潜艇旋转导数有一定参考价值。     

基于旋转坐标系方法的潜艇旋臂试验数值模拟

潜艇水动力系数对其水动力性能研究具有重要意义。为了获取潜艇旋转导数,本文以结构化网格为背景,采用旋转坐标系方法将潜艇旋臂试验数值模拟转化为定常问题,对Suboff裸艇与全附体在2种不同的湍流模型下进行数值仿真,并与试验数据对比,发现仿真结果与实际较为相符,其中标准k-ω的仿真结果总体优于RNG k-ω,表明方法可行且拥有较高计算效率。本研究对获取潜艇旋转导数有一定参考价值。     

全附体潜艇三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型和网格形式对SUBOFF全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将计算所得的艉部伴流场同有关文献的试验结果进行比较,并以伴流分数对周向角的曲线形式展现出来,分析了湍流模型、艇体周向网格节点间距和y+值对全附体潜艇三维粘性流场数值计算结果的影响.     

基于STAR-CCM+的潜艇周围复杂流场数值模拟

为研究潜艇周围复杂的流场分布,本文基于STAR-CCM+软件平台,结合SST k-?模型,通过求解Navier-Stokes方程,分别对均匀来流以及非均匀来流这两种来流方式下潜艇做直航运动以及斜航运动这四种工况下的周围流场进行数值模拟.首先计算了均匀来流下潜艇做直航运动时不同航速下的阻力以及表面不同位置处压力系数及摩擦阻力系数分布,与实验结果符合良好.接下来对四种工况下潜艇周围流场中的漩涡分布,尤其对位于指挥台围壳与尾翼这些附体附近区域的漩涡分布进行了分析,同时还计算了非均匀来流情况不同速度分布形式下潜艇的受力以及力矩,为潜艇平台回收AUV时路线选择提供参考.     

潜艇水面与水下粘性绕流数值模拟

本文采用求解RANS方程的方法结合四种湍流模型,对于带有不同附体的SUBOFF模型尾流场进行了数值模拟。数值预报的桨盘面处不同半径上的轴向无量纲速度与试验结果进行了对比,结果表明湍流模型在数值模拟中起到重要作用。潜艇水面航行性能十分重要,因而对于潜艇自由液面绕流的数值模拟备受关注。本文采用VOF方法对于两条潜艇模型在不同傅汝德数下的自由液面绕流进行了数值模拟。计算得到的阻力、波形与试验结果吻合较好。文中也探讨了潜艇自由液面绕流的一般特性。并验证了用CFD手段预报潜艇粘性流场的能力。     

潜艇水下抗爆炸冲击及防护方法探讨

潜艇在海战中不可避免地要受到来自鱼雷、水雷、导弹以及深水炸弹等水中兵器的打击,因此潜艇水下抗爆炸冲击问题一直备受关注,同时提高潜艇水下抗爆炸冲击能力也是提升潜艇生命力的一个重要方面.综述了潜艇抗爆的研究现状及采用的常用抗爆方法,提出了3种最新的研究方法,重点分析了气泡帷幕衰减水中冲击波的理论机理和实验研究成果,为潜艇抗爆炸冲击提供了行之有效的研究思路.     

潜空导弹运载器水弹道及下沉物砸艇问题研究

在潜空导弹运载器水下6自由度运动模型建立方程的基础上,针对潜空导弹运载器与导弹水面分离后下沉物砸艇问题提出了2种弹道设计方法,并利用M atlab对这2种设计方法进行了仿真与比较。本课题的研究在运载器的弹道设计方面具有实际意义,得出了一些有用的结论。     

救生钟对中坐落能力分析

为了提高救生钟与失事潜艇的对接成功率,分析了救生钟对中坐落能力.建立了救生钟对中坐落能力判据.分析了救生钟受力,建立了平衡方程组.在假定缆形为抛物线条件下,计算得到了恺装缆的张力.通过编程解算平衡方程组,得到了引导缆倾角与海流、工作深度、推进器推力、正浮力、恺装缆冗余长度和水面母船定位的关系.计算结果表明,海流、工作深度和推进器推力对救生钟对中坐落能力影响大,推进器推力决定钟体倾角,但对于钟体移位作用不明显.根据计算分析结果还提出了操纵建议和改进建议.     

常规潜艇的通气管暴露率的研究

分析常规潜艇通气管暴露率影响因素,提出了减小暴露率的方法,并对某一实例进行了计算.     

潜艇的空气调节

近年,除了军用潜艇外,工业和旅游观光用潜艇使用量逐渐增多,研制潜艇专用空调系统与设备逐渐引起人们的关注。本文介绍了潜艇空调系统与设备带来的诱人前景,以及潜艇空调系统与地面空调系统的不同之处,强调了洁净空气在潜艇中的重要性,着重介绍了潜艇空调的空气净化系统与设备,阐述了潜艇空调系统中氧气制备系统和二氧化碳的清除系统,以保证潜艇内空气的品质,减少对人体的危害。     

潜艇集体逃生舱技术综述

基于潜艇集体逃生舱技术，介绍集体逃生舱技术的国内外现状和技术水平，综合分析了该技术的总体设计，结构设计等技术难点和关键技术，提出了该技术的研究方向。     

潜艇结构快速设计研究

介绍了采用Sysware平台对潜艇结构快速设计模块的设计与开发.主要介绍采用参数化的设计界面利用规范计算公式、迁移矩阵法计算程序及板架与刚架的计算程序对潜艇基本结构实施快速优化设计及计算报告的快速替换.本快速设计模块,输入方便直观、前后处理功能强、计算正确、快速、实用,为实施潜艇结构快速设计方案,提供了强有力计算工具.     

潜射导弹发射装置可靠性评定研究

对潜射导弹发射装置的薄弱环节进行分析,并建立影响发射装置可靠性的故障树。利用现有的可靠性试验模型对发射装置分系统进行可靠性试验,其基本任务是通过试验对模型参数进行辨识,最终获得整个大系统可靠性综合评定。     

海底管道泄漏如何检测

管道的泄漏检测方法基本上可分为两类,一类是基于硬件的方法,另一类是基于软件的方法。基于硬件的检漏方法也称直接法,是指对泄漏物进行直接检测。基于软件的检漏方法也称间接法,是指检测因泄漏而造成的影响,如流体压力、流量的变化来判断泄漏是否发生及泄漏位置。一、泄漏检测系统的评价指标参考美国ASME提出的有关管线泄漏评估指标,对一种泄漏检测方法优劣或一个检漏系统性能的评价,一般应从以下七个方面加以考虑:1.泄漏位置定位精度定位精度是指测定出的泄漏点位置的精确度,它是以误差范围的大小来表征的。当发生不同等级的泄漏时,对泄…     

法国潜艇军备项目发展过程的组织管理研究

核潜艇装备周期长、技术复杂、军事价值高。法国是海洋大国,核潜艇部队不但是法国海军重要的组成部分,也承担了几乎法国全部战略核威慑任务。法国经过几十年的探索发展,目前已经建立了较为全面、成熟的核潜艇军备项目体系。本文旨在通过对法国核潜艇指挥体系和军备项目组织管理进行研究与剖析,为我国核潜艇相关研制部门完善组织管理体系提供借鉴、参考。