潜艇组合型艉舵结构特征参数对水动力性能的影响分析

利用计算流体动力学工具CFX,合理选用有限体积法和RNG-εE湍流模型对NACA67．1-015型襟翼敞水舵进行CFD模拟验证计算,通过与试验数据进行比较,证明计算方法的合理性,对潜艇组合型艉舵在不同展弦比λ、艉弦比t^-下的流场进行数值模拟计算,得到其升力系数、阻力系数、压力中心系数曲线和压力分布图,通过对水动力系数曲线和压力分布图的分析,得到舵特征参数对水动力性能的影响规律。     

海底电缆在敷设中的受力分析

探讨了海底电缆（海缆）在敷设过程中的受力情况,分析了作用在海缆上张力的性能、数值计算及其可控性,从而提出了以控制海缆的张力达到控制海缆敷设作业的思路。对海缆敷设作业有一定参考价值。     

计及频率约束的潜艇环肋圆柱壳优化设计研究

基于多岛遗传算法,研究了环肋圆柱壳静水压力作用下,考虑强度和稳定性约束和频率约束时质量最轻的优化设计问题,讨论了强度约束和稳定性与频率约束以及材料、几何参数对优化结果的影响.环肋圆柱壳经优化后,壳板的质量比例大约是70%,肋骨质量占30%,并且随壳体的长径比(L/R)变化不大.环肋圆柱壳的优化中,肋骨的应力约束是主要约束,肋骨应力已经非常接近许用应力标准,其他应力、局部和总体失稳压力还有一定的储备.提高材料的屈服极限,可以显著降低总质量,但是肋骨也很接近许用应力标准.     

气囊技术用于潜艇应急上浮方案探讨

从潜艇在军事和国防中的重要地位出发,结合潜艇发展史上出现的重大事故,简要介绍了国内外潜艇救生技术的现状和发展趋势,创新性地提出了气囊技术用于潜艇应急上浮方案的设想,并对该方案的组成、工作过程及主要参数计算做了重点阐述.以某救生艇为例建立了潜艇上浮的模型,计算该艇从水下600 m上浮至水面的时间,充分展现了气囊方案的优越性.与潜艇传统的压载水系统做了比较,指出了各自的优缺点.提出了本方案具体实施所需的关键技术及今后研究工作的重点.     

探查水下矿物资源的AUV动力控制系统开发

Valuable mineral resources are widely distributed throughout the seabed. autonomous underwater vehicles (AUVs) are preferable to remotely-operated vehicles (ROVs) when probing for such mineral resources as the extensive exploration area makes it difficult to maintain contact with operators. AUVs depend on batteries, so their power consumption should be reduced to extend exploration time. Power for conventional marine instrument systems is incorporated in their waterproof sealing. External intermittent control of this power source until termination of exploration is challenging due to limitations imposed by the underwater environment. Thus, the AUV must have a power control system that can improve performance and maximize use of battery capacity. The authors developed such a power control system with a three-step algorithm. It automatically detects underwater operational states and can limit power, effectively decreasing power consumption by about 15%.     

潜艇隐蔽性建模与仿真研究

隐蔽性是潜艇生存能力的重要保障,受到诸多因素的制约,除了潜艇本身的隐身性能和敌方的探测系统性能之外,海洋环境对潜艇的隐蔽性也有相当大的影响.本文给出了海洋水文要素与声速的关系,在分析了相关海域的水文条件基础上,基于声线理论和声呐方程,建立了被动声呐对潜探测的数学模型.针对不同的声速剖面,进行了仿真实验,并对结果进行了详细的研究,所得成果为潜艇隐蔽性研究提供了理论依据,也为潜艇的顶层设计和研究工作提供参考.     

潜艇实艇阻力预报方法研究

分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获得潜艇粘压阻力系数随雷诺数变化的规律,对潜艇实艇阻力预报提出一些建议。     

海洋悬空管道非线性振动稳定性分析

以海洋悬空管线为研究对象,根据海洋悬空管道的主要特征,将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型．涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下,建立悬空管道的横向振动方程,并采用谐波平衡法对方程求解。可得出洋流涡激作用下海洋悬空管道横向振动失稳的双尖点突变模型,由此导出悬空管道失稳条件。根据失稳条件分析发现．海洋悬空管长度对稳定性影响起主导作用,并在假定其他条件不变的情况下,分析影响悬空管道稳定性的因素和悬空段临界长度之间的关系。分析结果表明：随着外流流速、管内流流速、管内压强的增加,悬空管道的临界长度减小：随着材料弹性模量、管外直径的增大．悬空段的临界长度增加：其他影响因素相比较而言可以忽略．     

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.     

大深度潜器耐压圆柱壳的多目标优化设计研究

采用快速非劣分层多目标遗传算法(NSGA II)和多属性决策理论,针对大深度潜器环肋圆柱壳在静水压力作用下的多目标离散优化问题进行了研究.以重量及强度应力量为目标函数,求出了Pareto最优解,给出了强度应力量和失稳载荷与重量之间的分布关系.采用逼近理想解的排序方法(TOPSIS)和信息熵方法,得到基于无偏好信息情况下的最优解排序.结果表明,这种联合方法能够快速寻找到最优解,这些解分布比较均匀、多样性好,能够为决策者提供较多选择,决策的最终结果合理.