潜艇流水孔阻力特性分析

以潜艇流水孔为研究对象,基于RNGk-ε湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟,通过改变流水孔参数,研究了流水孔形状、尺寸以及数量对航行阻力的影响,研究结果表明,4种形状流水孔阻力值以菱形流水孔最小,其次为正方形流水孔,圆形流水孔,长方形流水孔阻力最大;随着流水孔尺寸的增大,湍流活动被加强,总阻力增大;多数量流水孔的湍流特性呈现出两头强,中间弱的态势,总阻力随流水孔数量增加而逐渐增大;以上结论可为潜艇流水孔设计提供参考。     

潜艇流水孔流噪声特性研究

潜艇流水孔流场产生流噪声,影响隐身性,威胁潜艇的生存安全.针对降噪问题,为了研究潜艇流水孔参数对艇体流噪声特性的影响,提出了流水孔形状、尺寸、数量以及流速对流噪声特性的影响建模.根据大涡仿真(LES),Lighthill理论和FW-H方程对流水孔三维模型进行数值计算,结果表明,流水孔参数的改变会直接影响流噪声的水平.比较四种形状流水孔流噪声以正方形流水孔最低,随后依次为圆形、菱形、长方形.随着流水孔尺寸的增大,流噪声变化趋势为先增大后减小,存在一个声压级峰值.流噪声与流水孔数量的关系呈现正比例关系.以上结果可为潜艇流水孔的降噪设计提供参考.     

典型工况下回转体流噪声特性实验对比探究

研究潜艇流水孔阻力及噪声影响,针对对艇体流噪声特性的影响,根据回转体声辐射以及声绕射理论,对水下航行器回转体模型的光体模型、底部进水孔模型、纵缝模型以及全孔模型进行了流噪声数值仿真。针对三种不同的来流速度研究四组模型流噪声的速度特性。结果表明,四组模型之间噪声级的从高到低依次为全孔模型、纵缝模型、底部进水孔模型以及光体模型,并与水洞实验数据相比较,结果相吻合,为水下航行器流水孔流噪声的研究提供了参考。     

基于尺度的回转体流噪声特性探究

以SUBOFF潜艇回转体纵缝开孔模型为基础,进行2、3、4、5、6、7、8等比例放大,基于LES大涡湍流模型对流水孔三维流场进行数值模拟;通过设置不同的流噪声监测点,将八组尺度计算结果进行对比,研究了回转体多尺度流噪声对比、等距离和等位置的衰减特性;结果表明:8组模型尺度的变化与总声级的关系并不是单调的,总声级随着尺度的变大有变小的趋势;充分考虑湍流附面层的影响,回转体尺度越大,其等距离衰减量越小;在流场相同位置处,随着回转体尺度的增大,流噪声呈现先增大后减小而后再增大的规律;以上结论可为回转体模型流水孔的设计提供参考。     

AMR磁栅尺磁头输出波形的半次谐波现象与分析

对采集到的AMR磁栅尺磁头输出波形进行了付里叶谐波分析,发现了波形中的半次谐波现象.对该现象产生的原因以及半次谐波幅度与磁头水平偏角的关系进行了定性分析.磁头水平偏角为零时输出波形不含半次谐波,磁头水平偏角越大,半次谐波幅度就越高;在偏角小于3°的小角度范围内,两者之间基本上是一个线性关系;磁头水平偏角的正负变化会引起半次谐波项正负的变化.结果对正确使用AMR薄膜磁电阻磁头,提高磁栅尺测量系统的精度有指导意义.     

潜艇螺旋桨空化临界航速及最小噪声操纵研究

潜艇螺旋桨空化噪声是影响潜艇隐蔽性的主要噪声源之一,而速度是对潜艇螺旋桨空化噪声影响最为显著的因素,准确计算出潜艇在不同深度下的临界空化速度对提高潜艇的隐蔽性具有重要意义。为此,从螺旋桨升力面理论出发,建立了一种计算潜艇螺旋桨临界空化速度的理论方法,并仿真计算了模型潜艇螺旋桨在不同航行深度下的临界空化速度,仿真结果与实测值的比较证明了计算方法的有效性。结合战术背景对潜艇最小噪声操纵方法的研究与应用,具有重要的参考价值和指导意义。     

潜艇机动对鱼雷捕获概率影响的仿真研究

潜艇速度、深度与航向的变化,会引起潜艇辐射噪声声源级和目标反射强度的变化,从而将改变声自导鱼雷对潜艇的被动或主动自导作用距离.该文根据声纳方程以及鱼雷目标的能量检测模型,仿真分析了潜艇以不同速度航行时被被动自导鱼雷发现的概率、相同检测概率下不同舷角上鱼雷主动自导发现潜艇的距离及不同深度上被动自导鱼雷发现以相同速度航行的潜艇的概率.该文对研究水声对抗中潜艇的机动决策以及对研究自航式声诱饵的使用问题具有重要参考价值.     

水下球形机器人推进器管道的设计和优化

根据水下球形机器人的设计需要,运用CFD(computational fluid dynamics)技术,对不同流态下不同截面尺寸和曲率半径的矩形截面弯管内的黏性流动进行了数值模拟.研究了离心力作用下二次流强度和壁面黏滞阻力随弯管参数变化的情况,得出了截面宽高比为0.75的弯管的水力损失最小的结论,并对该截面形状的弯管的流动结构进行了分析.最后,在标准试验平台上运用涡量探头对出口截面的涡流强度进行了测量,从而证明了数值模拟的正确性,并通过对比分析,完成了水下球形机器人的管道设计和优化.     

空投主动声自导鱼雷反潜仿真与分析

建立了某型空投主动声自导鱼雷在特定海洋环境下的反潜模型,并在主动声纳方程的基础上,对潜艇目标强度、鱼雷干扰噪声级对鱼雷主动声自导作用距离的影响进行了分析.另外,还对单枚空投主动声自导鱼雷对定向定速潜艇的攻击过程进行了仿真模拟,在不同的距离和舷角上分析了仿真得出的数据,得出了该型鱼雷反潜的一些基本规律,如潜艇处于鱼雷的主动声自导作用距离之内时,鱼雷对潜艇的命中概率最高,鱼雷投放于潜艇的艇首舷角命中概率也较高.对研究潜艇对抗空投主动声自导鱼雷的方法具有重要的参考作用.     

叶轮式风速计方向敏感性风洞试验与数值模拟

为探讨叶轮式风速计的方向敏感性规律,采用风洞试验和数值模拟两种方法研究在不同测量角度下叶轮式风速计测量值的变化规律.将单个叶轮置于1:15汽车模型风洞中进行试验,在0～70°范围内调整测量角度,结果表明风速测量值与来流风速之比与来流风速本身的大小无关,仅随测量角度变化.当测量角度在0～30°时该比值与测量角度的余弦值相当.当来流风速为10 m/s时,对不同测量角度下叶轮式风速计周围的流场进行数值模拟,结果与试验吻合良好.分析发现,叶轮式风速计的结构对气流影响很大,气流通过时方向会发生急剧变化,并在风速计附近形成旋涡,旋涡尺度随测量角度增大而增大,从而导致当测量角度较大时测量值与来流风速值之比与测量角度的余弦值偏差较大.对方向敏感性规律及其产生机理的研究为在叶轮式风速计使用过程中有效利用该特性提供依据.