艇模水下阻力试验方法研究与数值验证

采用钢骨架外敷玻璃钢的结构加工设计Suboff标模,针对不同的剑型以及剑艇连接方式,采用浅浸深方式开展艇模水下阻力试验,分析不同剑型与连接方式所带来的结果差异,并将其结果与ITTC公布的试验数据进行对比,最后在数值仿真的基础上,通过观察不同速度下的流场流速以及压力分布情况,分析连接剑装置对艇流场的影响。     

滑行艇实用阻力估算方法

本文在用于滑行艇阻力估算的莫雷法和萨维斯基修正的基础上，根据实艇的实际受力情况，运用力系平衡原理，提出实艇受力修正方法，用以拓广莫雷和萨维斯基的折角型滑行艇的阻力估算方法，并电算了若干算例；分析了艇型各参数变化对实艇阻力的影响。     

中速艇系列模型阻力试验研究

本文介绍了一种适用于 Froude 数 Fr=0.4～0.85,长度与排水体积比 L/(?)~(1/3)=5.5～8.5,阻力性能优良的中速艇艇型系列。阐述了该艇采用“宽尾、圆舭、短折角”线型的设计指导思想。根据系列模型阻力试验结果,绘制了可供初步设计阶段迅速而准确地估算实艇阻力的图谱。通过与国内外有关资料的比较,证明本系列艇在快速性和耐波性方面均有所提高。     

回转体艇型阻力近似计算方法与试验研究

研究了试验设计和近似模型技术,确定了回转体艇型曲线的6个控制参数,根据系列回转体阻力数值计算结果,建立了水下航行器阻力近似计算的响应面模型及径向基神经网络模型。通过系列模型试验验证了多种近似模型的拟合精度,与工程估算方法以及CFD方法进行了比较。结果表明,4阶响应面模型及径向基神经网络模型精度远高于工程经验公式,能够正确反映艇型参数对阻力结果的影响,为后续艇型优化设计带来一定的参考价值。     

影响滑行艇阻力数值计算的网格因素研究

为了获得有效的滑行艇阻力数值计算方法,采用粘性流体力学软件STAR CCM+,根据结构网格特点分别探讨了船体表面第一层网格节点高度、船体表面网格尺度以及流域网格节点分布系数三个因素对滑行艇阻力计算精度、收敛速度以及计算稳定性的影响。通过把不同网格划分方法所得到的数值结果与模型试验结果进行比较,确定了适合滑行艇阻力计算的网格参数。利用得到的网格方案对多种航态滑行艇阻力进行计算,计算结果与试验值的符合情况良好。     

滑行艇阻力近似计算方法对比研究

结合滑行艇阻力理论的研究动态,采用查洁法和SIT法对美国滑行艇系列62中4667-1的阻力、浸湿面积、平均浸湿长度以及纵倾角进行研究,得到这两种方法的精度及适用范围。同时,还指出查洁法及SIT法能满足滑行艇起滑阶段的阻力预报,并编制了滑行艇阻力理论预报程序和软件界面,以为滑行艇初步设计阶段方案优选提供有力的工具。

     

高速艇水翼减阻方案及翼滑艇阻力估算方法

文章介绍了高速艇上水翼减阻的原理以及三种不同类型的高速艇上加装水翼的技术方案及其达到的减阻效果,并给出了滑行艇首部加装水翼（即翼滑艇）后整船阻力的估算方法。基于三维非线性涡格法,建立了单独水翼/水翼组合体/多水翼系统的水动力性能理论计算方法,计算结果与试验结果吻合较好,可作为翼滑艇阻力估算中单独水翼水动力性能的计算方法。算例结果表明,文中的方法可用于单独水翼/水翼组合体/多水翼系统和滑行艇加装减阻水翼的初步技术方案设计。     

基于STAR-CCM+的滑行艇阻力数值计算

为了准确预报滑行艇的阻力性能,应用计算流体力学（CFD）方法,使用STAR-CCM+软件,并结合重叠网格技术和Savitsky方法,对滑行艇的三维黏性流场进行数值模拟和计算的不确定度分析。研究结果表明,滑行艇阻力、升沉及纵倾角等计算结果与试验数据吻合良好,滑行艇的艇底喷溅现象及水-气分布模拟正常,表明论文建议的方法可快速和准确地预报滑行艇的阻力性能。     

高速圆舭艇浅水阻力计算方法

本文给出了根据船模系列浅水试验结果回归而得的高速圆舭艇浅水阻力计算公式．对亚临界速度区和超临界速度区分别采用不同的公式修正浅水对阻力的影响．文中给出了区分上述速度区域的临界速度计算公式，适用于Fr＜0．8的高速圆舭艇．为检验本文公式的计算精度，用两艘实艇浅水试验结果进行核核．结果表明，公式的精度足以满足工程使用要求．     

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.     

水下机器人在潜艇附近的附加质量及受力情况研究

传统对水下机器人附加质量和受力分析的方法因网格划分比较复杂,导致分析精度低、适用性差等,提出水下机器人在潜艇附近的附加质量及受力情况分析方法。在建立潜艇与机器人空间相对坐标系的基础上,利用流体力学原理计算水下机器人受到的附加质量。使用Ansys软件对机器人模型进行网格划分,从而分析机器人的受力情况。通过仿真实验,验证了提出方法的分析精度高并且适用范围更广。     

微型海光缆水下高速布放研究

提出了将微型海光缆用于海上作业平台大容量通信的临时通信线路的思想,设计了一种可控的微型海光缆水下被动式高速放线器,对用该放线器水下放线时微型海光缆的受力状态和位置信息进行了计算机模拟仿真,仿真结果为下一步海上放线试验提供了理论参考.     

潜艇水下回转运动数学模型研究与仿真分析

通过对比分析不同的潜艇运动方程,得到适用于潜艇水下回转运动仿真的数学模型,采用分段计算方法对潜艇水下回转运动横向水动力进行建模仿真。分析了潜艇水下定常回转运动仿真参数的变化规律,结果与实艇操纵具有较好的一致性,从而证明了本文所用潜艇数学模型和建模仿真方法正确有效。同时,本文也为下一步研究潜艇水下回转运动非线性特征打下基础。     

水下非接触爆炸作用下潜艇生存概率研究方法分析

建立了一种在进行潜艇生存能力评估过程中,潜艇设备所受冲击加速度的计算方法。将艇体看成初级质量,先求出艇体各处的响应,并把设备看作次级质量,以艇体相应部位的冲击响应输入,然后对设备的冲击响应进行求解,最终给出计算设备损伤概率的计算机仿真流程图。此方法已成功运用于船模实验。     

潜艇受撞数值仿真的附加质量模型

潜艇受撞有限元数值仿真计算时需要考虑流—固耦合作用的影响,可以直接采用流-固耦合模型计算,但需要花费巨大的计算时间,也可以采用附加质量模型,在不影响计算精度的前提下,可以大大减小计算时间,提高计算效率.文中分别采用增加密度和增加质量点单元质量的方法建立了两种潜艇受撞的附加质量模型,并进行了有限元数值仿真计算,通过与流—固耦合模型计算结果对比、分析,表明采用后一种方法建立的附加质量模型与流—固耦合模型的仿真计算结果比较接近,可作为潜艇受撞有限元数值仿真的计算模型.     

潜艇水下旋回操纵运动特性仿真研究

潜艇水下旋回运动既是潜艇一种重要的战术机动形式,也是潜艇定深直航、变深潜浮和转向机动3种最基本、最重要的运动方式之一。在对潜艇水下旋回运动特别是水下旋回对潜艇垂直面运动和横滚面运动影响进行理论分析的基础上,结合潜艇水下旋回操纵运动数学模型,编制潜艇水下旋回操纵仿真程序,分别对不同航速条件下潜艇水下旋回操纵运动进行仿真。通过理论分析和仿真研究,得出潜艇水下旋回时航速、横倾角的变化规律和艇重尾重的操纵特性,并针对潜艇水下旋回的特点提出了相应的操纵建议。     

一种水下非均质拖曳线列阵动力学仿真方法及试验验证

基于Ablow和Schechter经典差分方法,分析水下非均质拖曳线列阵的受力特性,建立其空间运动控制方程.采用中心差分法和牛顿迭代法对运动控制方程进行离散及时间和空间上的迭代求解,获得水下非均质拖曳线列阵的动力学特性.在此基础上,结合非均质线列阵实尺度模型,设计并开展湖中的实航拖曳试验,分析比较了试验数据与仿真结果.研究表明,本文提出的数学仿真方法有效可靠,可为水下非均质拖曳线列阵动力学特性分析提供一种有效的技术手段.