水面舰船粘性流场和流噪声的数值计算

[目的]水面舰船周围因非定常流动引起的流噪声问题是舰船声隐身设计技术的难点,自由液面的存在使之不同于潜艇水动力噪声计算。为解决这一问题,[方法]采用流体体积(VOF)法结合SST k-ω湍流模型计算船体外非定常流场,赋予自由液面空气声阻抗来模拟吸声边界。将船体表面脉动压力作为流噪声声源,应用声学有限元法计算水面舰船的水下辐射噪声。[结果]计算所得结果与实验值吻合良好,表明噪声源主要集中在船艏兴波处。[结论]所得结果表明所用计算方法可以较准确地模拟水面舰船的流场与声场,对水面舰船声隐身设计具有参考价值。     

某型仿生船水动力性能数值验证研究

基于计算流体力学(CFD)理论,运用Fluent软件对某型高速仿生船的水动力性能进行数值模拟,介绍数值模型的建立和计算方法,分析模型在水面运动时的浮态。数值模拟结果与拖曳实验结果基本吻合,论证了用数值方法对高速水面舰船性能模拟研究的可行性。     

四面体方法在子母船浮态和稳性问题中的应用

子母船的横截面存在不规则非连通域，造成传统算法在浮态和稳性计算应用中存在较大困难。对此，提出一种计算子母船浮态和稳性的新方法：将子母船剖分成多个四面体，将四面体与水面的切割关系归为5种，计算每个四面体的体积和体积心，汇总得到整船排水体积和浮心坐标。在浮态计算方面，通过建立优化设计数学模型，求解得到水面方程。在稳性计算方面，通过求解浮力与重力作用线之间的距离得到稳性恢复力臂。通过数值算例对某登陆舰进行典型工况下的浮态和稳性进行计算。结果证明：该算法不需要计算横剖面几何要素即可得到子母船的排水体积和浮心，能避免子母船浮态和稳性的计算困难；该算法可单独建立子船和母船的四面体模型，通过“自由组装”的方式进行整船建模，在多工况建模时能体现出较强的优势。     

水面舰艇作战系统的模型集研究

构建合理的水面舰艇作战系统全系统模型,将为作战系统的标准化设计提供技术支持,并为后续的水面舰艇作战系统的优化提供技术基础.通过分析未来水面舰艇作战系统在全生命周期内的设计成果,提取系统设计的关键要素,利用树型结构的功能分解方法和多视图的可视化建模方法,提出了水面舰艇的作战系统模型集(包括功能模型、信息模型、物理模型)的主要组成、相互关系等.     

海洋环境对水面舰艇雷达散射截面仿真分析的影响

水面舰艇雷达截面的仿真分析是现代舰艇隐身设计的重要工作.为了提高仿真计算的精确度,本文重点讨论了海洋环境对水面舰艇雷达截面仿真计算的影响.以四路径模型法和无限大介质板模拟法2种方法分别分析海洋环境的散射特性,比较了2种方法的特点,研究了2种方法的使用范围,并提出了适用于水面舰艇雷达散射截面仿真的计算方法.本文给出的算例表明,提出的海洋环境的模拟仿真方法在水面舰艇雷达散射截面仿真计算中是非常有效的.     

回流区水流运动二维数值模拟

建立了基于无结构网格有限体积法的平面二维水流数学模型.数值方法上,采用有限体积法离散方程,并采用基于黎曼解的Osher格式计算有限体积界面通量:采用三角形单元对计算区域进行剖分;提出了一种确定紊动黏滞系数的方法.用此模型对平面上突扩引起的回流区竖轴环流进行了模拟,流速断面分布的计算结果与实测结果接近,再现了因主、副流剪切层不稳定引起的涡脱落、涡向下游输移以及被竖轴环流吞并的过程,预报了回流区的水面共振现象.     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波.通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用.     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波。通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用。     

基于VOF方法的细线列阵稳定器近水面阻力计算

应用流体体积法（Volume of Fluid,VOF）模型跟踪稳定器近水面拖动时的自由液面的变化,利用计算流体动力学软件FLUENT对线列阵稳定器近水面的阻力性能进行数值模拟,分析研究了近水面兴波对其阻力性能的影响。分别计算了在不同水深的静水和有波浪载荷工况下近水面拖动时不同种类的线列阵稳定器的阻力大小,并将数值模拟的结果与水池实验结果进行对比。结果表明,稳定器在近水面无波和有波情况下的阻力大小均比深水域静水的阻力要大,而且在有波情况与相对浸深为0.3时的阻力性能基本相等。     

层次分析法在大型水面舰艇动力系统总体性能分析中的应用

针对大型水面舰艇动力系统总体性能各指标重要度排序的问题,建立了动力系统总体性能指标评估体系模型,采用层次分析法(AHP)来计算评估体系各指标的权重,并对AHP法的标度和判断矩阵错误元素的调整方法进行了改进.运用AHP的9/9～9/1标度法以及新的判断矩阵错误元素调整方法对大型水面舰艇总体性能指标评估模型中各指标权重进行了分析,最终的排序结果与舰艇运行实际相符合,从而验证了AHP法对大型水面舰艇动力系统总体性能分析的合理性和可行性.