水面水下两用艇艇型设计及其水面阻力性能CFD预报分析

水面水下两用艇集水面高速航行与水下运载功能于一体,1个平台兼具2种运行功能,可以完整执行海上特殊任务。本文首先对国外水面水下两用艇发展现状及艇型特点进行简要叙述,而后采用重叠网格技术,基于RANS方程,对水面水下两用艇及双折角双防溅条滑行艇的水面高速自由模拖曳运动(计及升沉和纵倾)进行预报,对比分析了两用艇独特的艇体外形设计对其水面高速航行时阻力特性的影响,最后讨论阻流板对两用艇水面航行性能的影响规律,为两用艇的艇型设计以及水动力性能研究提供参考。     

基于多块结构网格的滑行艇巡航时流场研究

滑行艇是一种依靠动升力高速航行的船体,其流场复杂。为了捕捉滑行艇航行的流场特征,本文根据滑行艇的流场梯度变化建立合适的结构网格,采用RANS结合VOF方法对滑行艇不同航速的运动进行数值模拟,将不同体积傅汝德数下的滑行艇阻力的计算值与理论值和试验值进行对比,验证了数值方法的可靠性。详细分析了滑行艇航行的流场,包括水面兴波、方尾虚长度以及侧向喷溅现象。最后根据滑行艇的流场完整性,设计了外挂对转桨,并给出了自航滑行艇的流场特性。     

迎浪规则波中高速滑行艇运动响应数值预报与分析

为准确计算滑行艇在波浪中的水动力性能,基于粘性理论,采用随体网格技术、耦合求解运动方程,完成了滑行艇在迎浪规则波中运动响应的数值预报.对滑行艇运动响应结果采用时域和频域方法分析,给出了入射波的周期与滑行艇固有频率对滑行艇运动响应的影响分析结果,对数值计算值与模型试验值进行比较.结果表明,数值计算方法可以准确且高效预报滑行艇在波浪中高速航行时的运动姿态及水动力特性,为滑行艇设计提供指导和参考依据.     

艇体变形对轴系校中的影响

艇体变形是影响轴系校中质量的重要因素,以深水潜器为研究对象,通过建立潜器的三维有限元模型,提出利用弹簧约束调节潜器重力与浮力平衡的方法,分析潜器处于正浮状态时,在重力、浮力和静水压力作用下的艇体变形,得出潜器轴系各个轴承的位移数据,并分析轴承位移造成的轴承负荷变化。为艇体变形影响下的潜器轴系校中提供依据。分析结果表明：耐压艇体内的轴承位移要小于耐压艇体外,支撑轴承的艇体结构的差异会导致轴承位移大小的不同,从而导致各个轴承负荷变化也不一样,艇内液舱的不对称布置会导致位于该液舱上轴承产生较大的横向位移和横向轴承负荷。     

带阻流板和水平翼的高速深V复合艇新构型研究

高性能复合艇通常比常规高性能艇具有更好的航行性能,本文以某高速深V型快艇为研究对象,采用阻流板和水平翼组合附体的方式对该深V复合艇进行CFD水动力性能数值模拟,对过渡状态及滑行状态下该复合快艇的阻力性能以及航行姿态进行评估,结合自由面兴波以及艇体表面压力分布情况,最终获得了一型深V复合艇构型设计方案,该复合艇运动姿态得到大幅改善,过渡状态下模型总阻力值较原型减少18.97%。     

基于Arduino开发环境的无人艇控制系统设计

针对无人艇实体硬件开发较少、设计开发周期长且控制系统造价昂贵这一现状,设计一种无人艇控制系统。系统以Arduino为集成开发环境,整体涵盖电机驱动系统、环境感知系统、运动状态监测系统和通信系统。系统以At Mega 2560单片机为主控单元,集成电机驱动模块、超声波传感器模块、GPS模块、惯性导航模块以及GPRS模块,并完成集成电路设计与集成开发板的制作。通过对主控单元进行编程,结合自动路径规划算法和自动避障算法,无人艇可以完成自主运动控制和对周围环境的智能感知,且无人艇船载设备端与网络控制端之间可以进行实时交互,具有无线网络通信功能。最终实现一种低成本、高效率的无人艇控制系统设计方案,具有实际工程应用价值。     

电磁轨道炮反后坐装置研究

随着电磁轨道炮发射能级越来越大,发射装置后坐力也越来越大,为改善炮架受力,使用反后坐装置成为必要。本文以某电磁轨道炮为研究对象,建立了发射系统简化实体模型和动力学模型,在相同发射工况下,分别对采用3种不同类型反后坐装置的发射系统在0°和45°射角状态下的后坐复进运动规律进行仿真计算,得出在宽射角范围条件下,采用两复进机和两驻退机均匀对称布置方式的反后坐装置,反后坐综合效能更优的结论。本研究对大能量、宽射角电磁轨道炮的发射系统总体设计具有一定的参考价值。     

舰载导弹发射筒指向精度研究

指向精度是衡量导弹发射筒发射精度的一项重要指标,为导弹提供了初始的出筒角度,是导弹是否能够准确命中目标的关键因素之一。本文通过剖析某舰载倾斜固定式导弹发射筒的总体结构,确定了影响导弹发射筒指向精度的因素,运用基于均方根值和最大值相结合的误差分析理论对导弹发射筒的指向精度进行统计计算,结合数据对比分析,提出1套可靠且系统的研究方法。该研究方法在一定程度上解决了影响导弹发射筒指向精度各个因素之间的相位角问题,较为客观地反映了指向精度的真实情况,对导弹发射筒总体设计具有一定的指导意义和应用价值。     

电磁轨道炮后坐诸元与反后坐装置设计

电磁轨道炮发射电磁炮弹时会对后坐部分产生电磁反作用力。电磁反作用力的存在会使后坐部分后坐。电磁轨道炮的后坐过程可分为2个运动时期。自由后坐运动时期可得出后坐部分的最大后坐速度和初始后坐行程。惯性运动时期得到的最大后坐运动行程是合理设计反后坐装置的直接依据。依据后坐微分方程对反后坐装置进行了设计研究,给出了0°和60°射角时反后坐装置的设计结果。对电磁轨道炮反后坐装置研究具有一定的参考价值。