潜艇近海底航行附加质量数值计算

采用Hess-Smith方法编制三维物体近边界运动时附加质量计算程序，与椭球体的理论计算值比较验证了该程序的可靠性，利用MSC－Patran预处理软件对潜艇及底部边界进行网格划分，计算了潜艇在不同的海底间隙，不同的纵倾角及通过海底台阶时的艇体附加质量，得到潜艇在近海底航行时附加质量的变化规律。最后以海底间隙，艇体纵倾角和距海底台附距离为参变数，整理了潜艇近海底航行时附加质量的变化规律。     

不同工况下潜艇艇体-桨整体声辐射特性分析北大核心CSCD

[目的]旨在研究潜艇大侧斜螺旋桨在不同工况下的艇体-桨整体声辐射特性。[方法]以SUBOFF潜艇模型和七叶大侧斜螺旋桨为研究对象,采用大涡模拟(LES)和声学有限元方法(FEM),以及使用Fluent流体计算软件和LMS Virtual.Lab声学仿真计算软件进行联合仿真计算。[结果]结果表明:在潜艇存在进速的工况下,其艏部、指挥室围壳、艉部方向舵和螺旋桨区域的速度压力分布变化最大,整体系统的噪声传播方向以艇体周向某一方向的声压级(SPL)最高,艉部方向舵次之;在潜艇不存在进速的工况下,整体系统的噪声与螺旋桨的旋转作用有关,且在440 Hz频率处存在峰值,超过其他工况下的声压级。[结论]潜艇的艏部、指挥室围壳和艉部方向舵区域是压力脉动的重点区域,与潜艇的进速密切相关;艇体-桨整体螺旋桨噪声在低频段也主要由上述3个区域产生,在中高频段螺旋桨区域开始对艇体-桨整体噪声产生作用,总的声压级随着频率的增加而逐渐升高。     

潜艇内波尾迹物理场在海面映波量值的确定

采用Tuck的方法,具体计算了国外有代表性的潜艇在海洋中内波尾迹物理场垂直上传到海面上的映波的量值,并对映波波幅随艇半径、艇长度、艇速和艇后距的关系作了分析.     

潜艇近海底与近水面绕流数值模拟研究

采用求解RANS方程的方法,结合RNG k-ε湍流模型,对于某潜艇模型近海底和近水面绕流进行了数值模拟.计算了不同海底深度下潜艇模型的阻力、垂向力和俯仰力矩,也计算了同一海底深度下潜艇阻力随傅氏数的变化,研究表明当海底深度超过二分之一艇长时,海底对阻力的影响可忽略不计.自由液面捕捉采用VOF(Volume of Fluid)方法.计算了不同浸深下潜艇模型的阻力和自由液面波型,同时又研究了同一浸深下阻力和波型随傅氏数的变化趋势.研究表明,当浸深超过三分之一艇长时,自由液面波高迅速减小,自由液面对阻力的影响可忽略不计.计算结果与试验结果吻合较好.     

斜流中艇后螺旋桨水动力数值计算方法

为解决潜艇操纵性研究中螺旋桨水动力预报问题,本文应用Fluent软件对斜流条件下全附体潜艇模型艇后水动力进行计算。网格划分上将计算域分解为静止域与转动域2部分,2部分交界面采用滑移网格技术传递数据。选取适当的数值离散方法,分别计算0°攻角时不同进速下以及设计进速下不同攻角时艇后螺旋桨水动力的值,并通过与试验数据的对比验证算法的可靠性。计算结果表明,艇后螺旋桨推力和扭矩随着攻角的增大呈现出先减小后增大的趋势。     

潜艇操纵面几何参数敏感性计算研究

以潜艇垂直面操纵运动线性运动方程为基础,以反映潜艇垂直面操纵性特征的典型技术指标为评价体系,提出了潜艇操纵面几何参数敏感性概念,采用敏感性指数作为评估操纵面参数对潜艇垂直面操纵性影响的指标.在主艇体参数固定条件下,为潜艇设计了系列参数的首尾操纵面,采用Bohlman的水动力估算方法,估算了该艇的线性水动力系数.在水动力估算和敏感性概念的基础上,开展了大量的敏感性计算,分析计算结果得到了潜艇首尾操纵面几何参数不影响潜艇逆速,尾操纵面对首舵升速率有很强影响等结论.     

潜艇柴油机及艇上排气系统的综合模拟研究

本文简述了潜艇废气涡轮增压柴油机和艇上排气系统综合模拟研究的意义，分别对柴油机和艇上排气系统建立了数学模型，提出了对它们进行综合模拟的方法，并结合工程实际进行了计算，结果表明该方法是有效的。     

利用测地线生成消声瓦几何边线的方法研究

利用潜艇外形曲面型值点阵构造双三次准均匀B样条曲面的插值函数，再利用测地线微分方程进行测地线的数值求解，生成艇体曲面上任意点任意方向上一定弧长的测地线，用于绘制艇体曲面上消声瓦敷设后的三维边界曲线。对以上消声瓦三维边界曲线的几何生成方法进行了理论探讨，并利用MATLAB编程作为计算内核和图形输出，进行了初步实现和验证。     

基于潜艇模型尾流湍流强度和耗散率的CFD模拟

优良的隐身性能使得潜艇具有强大的突防能力,因此,控制潜艇尾流信号特征对于提高潜艇隐身性能意义重大,这些信号特征主要包括尾部湍流强度、湍动能、湍流耗散率等。同时,优良的艇型对于抑制尾流信号特征、提高潜艇快速性和隐身性也具有重要意义。基于此,采用RANS方法计算SUBOFF潜艇主艇体艇型及6种改良艇型的艇体粘性绕流,将CFD方法用于分析艇体半径、艇艏长度、艇艉长度等参数对潜艇尾流信号特征的影响。计算结果显示：在SUBOFF潜艇主艇体艇型及其6种改良艇型的尾流场中,增加艇体半径有利于抑制远尾流场湍流信号特征,在近场则不利;增加艇艏长度能降低近尾流场湍流信号特征,在远场影响较小;增加艇艉长度在近、远尾流场均有利于降低其信号特征。     

潜艇耐压艇体内部平面舱壁板稳定性校核外载荷的分析

本文在分析潜艇耐压艇体内部平面舱壁板受力情况的基础上，提出平面舱壁板稳定性校核中外载荷应取不低于潜艇耐压艇体的计算载荷Pp。     

潜艇贝壳舵的试验和理论研究

本文设计了一种新型潜艇首舵──贝壳舵，并进行了系统的模型试验、水动力特性分析和操纵性计算。研究表明，贝壳舵能在保持原型艇操纵性的基础上，简化潜艇首舵操舵机构，提高设备的可靠性。     

德国海军新型214级常规潜艇研制特点

德国海军目前正在成功的２０９级艇设计基础上，研制新一代２１４级常规动力潜艇。该艇设计实现高度模块化，采用高效推进轴系和高技术潜艇系统，具有远程不依赖空气水下续航力。该型艇的研制显示了德国海军潜艇的重要发展。     

基于证据理论的潜艇损伤等级评估模型

潜艇损伤直接关系到艇上官兵的生命，并影响潜艇作战性能，影响日常维修保养与巡逻执勤任务。因此一旦潜艇损伤，能正确认识损伤程度，了解损伤情况，以便做出相应的应对措施是十分重要的。本文根据影响潜艇损伤的特点，联系系统评估的方法，提出基于证据理论进行潜艇损伤等级评估的方法，分析和示例计算表明该法能有效的应用于潜艇损伤等级的评估。     

海洋环境对潜艇活动的影响

总结了潜艇所担负的多样化任务和在未来高科技海战中的重要地位;从海浪、海流、温度跃层、密度跃层、声场特征、海洋内波和海底地形等海洋环境的7个方面论述其对潜艇活动及艇载武器效能的利弊影响,初步探讨如何趋利避害,使"海洋环境效应"这一海战场上的第3种重要力量,成为发挥我方潜艇及艇载武器装备效能的倍增器.     

东瀛幽灵——日本组建无人水下舰队

目前，日本在军事大国的道路上越走越远，日本海上自卫队已经拥有亚洲地区最大的导弹驱逐舰队和最大的反潜巡逻机队，但日本对这样的实力仍不满足。据日本媒体近日披露，为阻止来自海上的入侵和攻击，2007年1月刚升格的防卫省又制定了无人水面艇及无人潜艇发展计划，其中无人潜艇是重点，包括研发海底通信技术和自动航行控制技术等，相关试验预计在2013年完成，6年研发共投资60亿日元（约合6000万美元），之后海上自卫队将开始部署无人潜艇。防卫省的构想是，将无人水面艇和无人潜艇相结合，共同执行追踪武装间谍船、搜索和清除水雷、海底调查以及监视入侵港湾和沿岸的敌方特种部队等任务。无人潜艇是当前军事强国正在研究的前沿武器装备，它的出现无疑将在一定程度上改变未来海战的格局。日本水下无人舰队的目标指向东北亚邻国，不能不引起人们的密切关注．[编者按]     

非核动力潜艇的推进和自动化系统

自上个世纪60年代初起始，大约有150艘潜艇装备有西门子公司的动力设备，最早的是205级艇，接下来是206级艇，世界知名的209级艇有60多艘装有该公司的设备，还有其他级别的潜艇也是如此。现在，该公司将在设备设计、建造以及海上服务期间所获得的全部经验运用到下一代212A级与214级潜艇上。上述设备的研制主要把握住推进系统和自动化系统总的发展方向。     

基于有限元分析的潜艇直流输电线路电感计算

[目的]潜艇直流电网的输电电缆敷设特殊,传统的线路电感计算方法得到的数值与实际系统中的电感值之间存在较大误差,为了减小计算误差,研究采用有限元分析法计算输电线路电感值。[方法]阐述潜艇直流输电电缆的特点,讨论常用线路电感计算公式在潜艇直流输电线路电感计算中的适用性。搭建实艇短路模拟物理实验系统,测量实验系统线路电感参数,同时在ANSYS/Maxwell软件中采用有限元法计算电感值。在Matlab/Simulink软件中仿真试验系统,依据计算电感值建立等效电路模型,对比分析短路电流仿真波形和实测波形。[结果]研究结果表明,采用有限元分析法能够有效提高潜艇直流输电线路等效总电感值计算精度,更好地适应潜艇直流电网的暂态计算需求。[结论]可为后续仿真模型开发、算法研究提供支持。     

潜艇操纵性水动力数值计算中湍流模式的比较与运用

湍流模式的选取对潜艇操纵性水动力数值计算精度有着重要影响,采用六种湍流模式计算了SUBOFF主艇体及主艇体加指挥室围壳两种模型在一定漂角范围内的潜艇操纵性水动力,并与试验值进行了比较,结果表明SSTk-ω模型更为适合潜艇操纵性水动力计算。在此基础上对SUBOFF全附体模型在一定漂角和攻角范围内的艇体水动力进行预报计算,并对该计算方法应用于潜艇操纵性水动力预报计算的计算精度与适用范围进行了探讨。     

基于信息融合的高精度潜艇深度测量方法研究

潜艇深度的测量主要基于海水压力信息，通过低通滤波器去掉波浪的影响，但降低了潜艇深度的动态测量精度。本文将测得的海水压力信息与潜艇惯导系统测得的垂向加速度信息融合，通过理论推导获得潜艇深度的高精度测量方法。通过对中大型潜艇的仿真分析，以及对测量精度的分析讨论，证明本方法是可行的。     

小型潜艇

意大利米兰基地的水下工程海洋潜艇供应商行,已建成世界第一艘使用一部90马力闭合回路式柴油机的小型潜艇。这艘被称为“凤凰1350型”的小型潜艇,艇体全长11.4米、宽3米,高3米、艇重25吨计算下潜深度701米,水下作业时救生系统可供193