矢量喷水推进两栖车航行姿态的数值及试验分析

为提高高速水陆两栖车的航行稳定性,降低两栖车遭遇波浪时的纵倾幅度,区别于多推进器构型策略,设计具备航向保持和姿态调整功能的单矢量喷水推进器系统应用于模型两栖车。基于多参考系的动参考系方法处理旋转流域,采用SST k-ω模型计算矢量喷水推进器的输出推力。结合CFD计算的推力结果,联合Vortex仿真计算装配有矢量喷水推进器的两栖车的航行特性。通过开展拖拽水池两栖车强制自航减摇试验和自由自航航向保持试验,验证矢量喷水推进器的功能。仿真和试验结果表明：矢量喷水推进器在一定程度上抑制两栖车在航行时遭遇纵波时的纵摇幅度,两次减摇试验车体纵倾角标准差分别降低38%、23%;同时矢量喷水推进器可使两栖车在水上航行时保持航向稳定,航向保持试验中车体横向位移小于0.6 m。     

基于CFD的两栖车辆水动力导数的计算方法

通过采用标准k-ω模型,结合动网格技术,使用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术模拟两栖车辆的PMM(Planar Motion Mechanism)实验,拓展了针对两栖车辆的水动力导数的数值计算方法.研究中,对比直航试验以验证计算的有效性,并分析提取数值数据,实现了水动力导数的求取.将计算所得水动力导数与船舶经验公式值对比,分析了两栖车辆与船舶的差异对水动力导数造成的影响.     

辅助气囊对自行门桥水动力性能影响的数值计算

针对自行门桥自身结构重、吃水大、外表形状不规则,水动力性能较差的问题,提出了增设辅助气囊的设想,设计了雪橇型、弹头型不同外形的气囊形式,利用计算流体力学CFD平台的FLUENT软件,建立了不同气囊形状和尺寸情况下的粘性绕流场混合网格的有限元模型,确定了计算边界条件,针对不同承载、不同航速的工况分别进行数值计算,得到了自行门桥的兴波波形、阻力等水动力性能的变化规律,为该技术的运用提供有益的参考.     

不同形式锚泊系统对海洋资料浮标水动力性能的影响

海洋资料浮标及其锚泊系统的水动力性能对其观测要素测量精度具有重要影响,与其他海洋工程装备相比,由于浮标的锚泊系统对标体的运动和受力影响较大,因此对其进行相关的水动力特性研究一直是浮标设计与研制的重点问题.采用数值模拟与物理模型试验相结合的方法,应用威海褚岛北部海域实测数据,对松弛式、倒s式与半拉紧式3种不同锚泊系统在风...     

水陆两栖车矢量喷口装置设计与仿真

为提高水陆两栖车水上航行时的操纵性与稳定性,提出一种新型矢量喷口装置.喷口装置有俯仰与旋转两个运动自由度,可以控制喷水推进器喷射水流的方向,生成方向可控的三维矢量推力.根据水陆两栖车喷水推进理论,完成满足某型轮式两栖车航行动力需求与平台约束的喷水泵基本参数设计.依据计算的水泵出口直径完成与喷水泵一体化的矢量喷口结构与控...     

高速两栖车辆水上航行阻力特性数值分析

采用数值计算方法研究了高速两栖车辆水上航行的阻力特性,得到了其粘性绕流场分布.数值计算结果和实验取得了较好的一致.结果表明,所采用车型适用于高航速状态,随着Fr数的增加,车体从排水型逐渐过渡到滑水型,阻力呈现先增大后减小的趋势.在Fr=1.65时,出现阻力峰值.在高速段,随着航行速度的增加,车体阻力降低,速度逐渐减小.     

防浪板对两栖车航行特性影响的研究

基于实验结果,文中采用数值模拟方法研究了防浪板对两栖车航行阻力特性的影响.结合k-ω湍流模型与多相流模型,对不加装防浪板、加装防浪板以及加装新型防浪板的两栖车的水上航行性能进行了数值模拟分析.研究结果表明,均相流模型与k-ω湍流模型相结合,能够很好地模拟两栖车水上航行阻力特性;防浪板能够有效地降低两栖车所受阻力,合理的防浪板结构最大减阻效率可达40%;并且,防浪板能够有效提高两栖车航行时的稳定性.     

提高两栖战斗车辆水上航速的研究

通过分析航态对阻力特性的影响可知，要提高两栖战斗车辆水上航速，必须使两栖车辆进入到滑行状态。根据对美国研制的先进两栖突击车（AAAV）的研究，提出了提高两栖战斗车辆水上航速的基本思路和方法。     

两栖轮式自行火炮航行阻力研究

为了在概念设计阶段评价两栖装甲车辆的水上性能,基于流体力学和船舶原理的相关知识,通过Solidworks的二次开发技术测量车体模型的相关参数,采用相当平板理论计算车辆的摩擦阻力,使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)有限元软件对车辆水上航行状态进行仿真计算以获得车辆航行的形状阻力,在车模试验的基础上对试验数据进行了必要的换算和计算.最后通过MATLAB对计算数据进行汇总分析,研究并得到了某两栖轮式自行火炮较为准确的航行阻力值及其阻力构成规律.     

防浪板对排水型两栖车辆水动力学的影响研究

防浪板是影响两栖车辆整车水上性能重要部件之一,为了研究防浪板对排水型两栖车辆水动力学的影响,建立了排水型两栖车辆流体力学计算模型。针对防浪板的形状、大小以及与车体的相对位置变化进行整车航行动力学仿真,综合分析了防浪板对整车航行阻力、升力以及纵向俯仰力矩的影响,并与试验数据进行了对比。研究结果表明：在形状方面,分段平板式防浪板具有弧形与平板式各自优点,是较佳的工程结构;在宽度上,随着宽度增加,阻力和升力变化不大,纵向恢复力矩增加较多,超过一定宽度后阻力急剧增加;在与车体相对距离方面,随着距离的增加,航行阻力增加,升力下降,纵向恢复力矩增幅较大;在防浪板与车体底平面夹角上,随着角度的增加,整车阻力和升力变化不大,但纵向恢复力矩增加显著。     

Hydrodynamics Research on Amphibious Vehicle Systems： Engineering Application

Based on the modeling theoretical research of the amphibious vehicle systems, a simulation computed architecture on the state space expressions of hydrodynamics for amphibious vehicle systems are educed, and simulation computed results of navigation characteristics, vibration-impact characteristics, firing-hitting characteristics for amphibious vehicle on water are given. It is shown that the hydrodynamic research on amphibious vehicle systems is necessary and feasible.     

Hydrodynamics Research on Amphibious Vehicle Systems： Modeling Theory

For completing the hydrodynamics software development and the engineering application research on the amphibious vehicle systems, hydrodynamic modeling theory of the amphibious vehicle systems is elaborated, which includes to build up the dynamic system model of amphibious vehicle motion on water, gun tracking-aiming-firing, bullet hit and armored check-target, gunner operating control, and the simulation computed model of time domain for random sea wave.