滑行式两栖车辆最佳航行航角的仿真分析

研究提高两栖车辆水上性能,针对提高滑行式两栖车辆速度性能,为减小水上行驶阻力,从车辆水上行驶状态出发,以改善航行倾角作为突破口,分析出关于倾角的阻力表达式,采用标准κ—ε模型和流体体积法(VOF)多相流模型,用Fluent软件建立了车辆周围流体的湍流仿真模型,对滑行式两栖车辆水上行驶时的受力情况进行了仿真.结果得出车辆以排水方式和滑行方式在水上行驶时使阻力最小的最佳航行倾角,为滑行式两栖车辆设计提供重要依据.     

基于流体仿真的两栖车车轮收起前后阻力对比分析

为了分析车轮收起前后两栖车水中阻力的变化,考虑到两栖车车体结构复杂,车体周围湍流严重,难于用理论求解,因此,利用计算流体力学软件Fluent,对车轮收起前后的阻力进行仿真分析。由仿真计算结果可知:在不考虑兴波阻力的前提下,车轮收起后阻力可减小近40%,可达到收起车轮提高两栖车航速的目的。     

履带式两栖运输设备多湍流模型的研究

关于履带式两栖运输设备精确建模问题,针对履带式两栖运输设备水上受湍流影响大,但湍流模型难于选择的问题,为达到使用恰当湍流模型提高仿真精度的目的,采用对比阻力系数和绕流场云图的方法进行湍流模型适用性的研究,明确各种湍流模型的特性。以某型履带式两栖运输设备水下绕流场为计算对象,基于RANS方程的求解,分别采用Spalart-All-maras、标准k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、标准k-ω、SST k-ω湍流模型。对比多组仿真结果,表明Realizable k-ε、SSTk-ω模型计算得到的总阻力相对误差最小,RNG k-ε模型对复杂形体周围流场描绘最详细,Spalart-Allmaras模型也有较好的计算精度。     

两栖车辆水上操纵运动建模与仿真

研究两栖车辆航行操纵预报精度问题,两栖车辆水上操纵性能目前仅以工程估算和实车试验预报,精度较差.基于水动力学理论与刚体动力学理论提出了一种两栖车辆水上操纵运动的仿真方法.车体运动由刚体空间运动方程描述,外力项按照物理特性分类求解.水动力项采用泰勒展开,水动力系数依据车辆形体特征和水动力学理论进行简化与计算,并采用龙格一库塔法解算运动方程.实现了准确预报了两栖车辆的操纵运动,计算结果与文献结果基本一致,表明方法可用于预报两栖车辆的水上操纵运动.     

减少两栖车辆兴波及阻力方法研究与仿真分析

为了能更好地改善兴波和两栖车车首上水情况,减小航行阻力,根据仿生学原理,改变平板型防浪板形状为尖型。为了能精确地模拟防浪板形状改变前后的流场情况,采用流体体积函数（VOF）多相流模型对流场进行数值模拟。采用分区划分网格,不同的区域网格形状和尺寸不同,以提高计算速度,充分捕捉流场。仿真结果表明：尖型防浪板对水流有很好的导流作用,降低了水对板的冲击力,改善了兴波情况,减少了车首上水量以及航行阻力。     

两栖装甲车辆由陆入水过程中车体稳定性分析

对两栖装甲车辆水动力学模型的构建以及基于水上航行耐波稳定性的横摇运动进行了探索。首先建立了两栖装甲车辆由陆入水的动力学模型,并进行了仿真分析；而后将模型试验与融入遗传算法的系统辨识思想相结合,构建了对于两栖装甲车辆摇荡运动的辨别模型；最后通过对车辆在水上的横摇运动试验设计及侧体方案布置,对辨别模型的应用效果进行了验证。通过研究发现,水动力学模型能够对两栖装甲车辆由陆入水时的车体稳定性情况进行准确描述,基于遗传算法的系统辨识方法能够分段辨识两栖装甲车辆的横摇运动,为车辆水上航行稳定性的研究提供了借鉴。     

两栖车辆水上高速航态的数值仿真方法研究

针对高速两栖车辆水上外动态特性分析,需要依赖试验数据确定车辆航态的现状,为实现车辆航态计算自动化的目的,提出采用任意拉格朗日-欧拉法解决车辆与水流的动力耦合,进而获取车辆航态的方法。计算中结合刚体空间运动方程与流场控制方程建立两栖车辆水上运动的数学模型,用有限体积法求解流场控制方程和动网格实现动边界,再用加权递推估计方法解决了数值计算中由于网格更新引起的振荡问题。对比典型工况下概念车型航态和阻力的计算与试验结果,表明这种方法能够反映出车辆滑行航态的典型特征,适合于模拟高速水上航行车辆外流场的最终稳定状态。     

轴对称物体空化绕流的数值研究

空化绕流是水中普遍存在的现象,会对物体周围流场造成很大阻力,进而改变物体的水动力特性,必须加以优化研究.为此提出用多相流混合模型并耦合自然空化模型,对圆盘空化器的超空泡流和典型回转体的部分空泡流进行了数值仿真,并与边界元方法、分析解和实验数据进行了对比分析,利用软件FLUENT6.2进行仿真,结果表明,所建立的空化流计算模型是可行的,可为相关水动力研究提供参考和依据.     

基于ATV的履带车辆悬挂系统仿真

研究履带车辆动态系统,使运动车辆缓和在路面行驶时受到的振动,使用ATV工具箱在ADAMS中建立了某履带车辆悬挂系统的动力学模型,应用多体动力学理论分析了车体、悬挂系统、负重轮、履带、路面之间的相互作用,给出了与各参数相对应的关系表达式,并描述了履带车辆运动学方程以及动力学方程.以标准梯形障碍物作为路面输入选取的各种参数进行了仿真,并将实车的车体固有频率、负重轮固有频率与计算得出的对应量进行比较,结果显示二者基本吻合,从而说明所建立的仿真模型是可信、有效的,可为设计提供参考.     

两栖车辆水上加速性能数值仿真研究

在两栖车辆的设计阶段,数值仿真是预测车辆水上航行性能的有效方法。基于计算流体动力学理论和刚体动力学理论,对两栖车辆的水上加速运动进行数值仿真,并对两栖车辆的加速性能进行了预测。通过对车辆结构参数的计算,得到了两栖车辆的航行推力特性。利用刚体六自由度运动和自由水面耦合的方法,计算了车辆的航行姿态,采用动网格技术实现运动边界。计算结果表明,两栖车辆的水上加速性能基本上达到了设计要求,同时也说明数值仿真方法可以有效地预测两栖车辆的水上加速性能。