大型捆绑助推器气动干扰流场数值模拟

从三维薄层近似N-S方程出发,采用TVD差分格式,对某捆绑了2个大型助推器的运载器(RLV)流场进行了计算,得到了大型捆绑助推器真实复杂流场.数值结果表明在捆绑大型助推器后,在运载器头部附近产生了很强的弓形激波;数值结果也较好地反映了助推器的喷流与运载器芯级发动机的喷流相互干扰状况,为今后大型捆绑式可重复使用运载器的气动设计提供了理论依据和计算方法.     

无动力运载器水弹道特性计算

针对无动力运载器浮心重心距、发射离管速度和折叠尾翼解锁距离3种设计要素参数值一定的变化范围,对一种无动力运载器的水弹道特性分别进行了仿真计算和分析比较,获得了3种设计控制参数变化对运载器出水速度、俯仰姿态及弹道袋深等的影响趋势,对水下运载器性能设计具有一定指导作用。     

浅射导弹运载器分离体下沉弹道散布影响因素仿真分析

潜射导弹运载器在进行弹器分离后其运载器的下沉过程是一个复杂的动力学过程，影响运载器弹道散布的主要因素是其初始运动学参数的散布。在考虑了海流及波浪影响的情况下，建立了基于Matlab/Simulink的潜射导弹运载器下沉过程的动力学模型；进而应用数理统计中的正交试验方法对运载器初始运动学参数对其下沉弹道的散布影响程度进行了分析，找出了对于特定的弹道指标不同的初始运动学参数对其影响的主次顺序，为工程上解决运载器砸艇问题提供了可靠的依据。     

火箭助飞鱼雷水下水平发射弹道设计

为了实现火箭助飞鱼雷采用潜艇鱼雷发射管发射，对火箭助飞鱼雷的水下水平发射的有关问题进行了探索性研究，设计了火箭助飞鱼雷运载器的总体方案并进行了弹道规划，提出了火箭助飞鱼雷倾斜出水并偏航避艇的水下弹道运动方式。运用动量和动量矩定理，在运载器体坐标系下建立了运载器的6自由度弹道数学模型，提出了相应的弹道控制规律，并在MATLAB／Simulink环境下对火箭助飞鱼雷运载器的水下弹道进行了数值仿真，结果表明，火箭助飞鱼雷的总体方案及弹道规划方案可行，通过操舵控制可以实现运载器倾斜出水并偏航避艇的设计要求。     

导弹水面热分离过程运载器内流分析

针对导弹与运载器水面动态热分离过程,导弹喷流在运载器内腔的流动特性与流场特点进行较详细的分析研究,并分析讨论了运载器电气控制系统组件在内腔的气动布局问题.有关研究结果在某导弹与运载器的水面分离性能设计与分离力学环境改善优化中得到应用.     

鱼雷发射装置安全性仿真分析

分析了鱼雷出管速度对鱼雷离艇与入水后初始段的运动安全性的影响,分别建立了鱼雷离艇和鱼雷入水初始阶段运动方程,进行了仿真计算。结果表明：不会出现鱼雷碰艇情况;在仿真初始条件给定的条件下,鱼雷可以较快的达到设定深度。     

一种基于切片法的分层海流下运载器附加扰动力计算方法

由于海流的复杂性,在水下无动力运载器的弹道计算中,仅以恒定海流速度求解其附加扰动力的常规方法存在较大误差,影响了运载器的出水姿态。本文在用计算流体力学（CFD）方法求得其流体动力无因次系数的基础上。采用切片法计算得到运载器的附加扰动力。并对两种方法在均匀海流和分层海流两种情况下附加扰动力的计算结果进行了比较,结果表明,均匀海流下两种方法的计算结果一致,而在分层海流下,若选择合适的切片数,使用切片法的计算结果比常规方法要精确。     

导弹水下垂直发射的弹道研究

针对导弹水下垂直发射时的水中弹道进行了数学仿真研究，计算讨论了艇速对导弹水中运行弹道的影响。在水弹道研究的基础上，对导弹与运载器水面分离弹道也进行了数值计算研究，并进行了水洞模型实验和水弹道模型实验。数学仿真结果与模型水弹道实验数据进行了比较,计算结果与实验结果相符。     

组合动力运载器返回段轨迹设计建模研究

为克服当前已有升力式航天器再入模型的不足,建立适应于下面级组合动力运载器的返回段轨迹设计模型,对下面级组合动力运载器返回段轨迹特点和设计难点进行了分析,并针对此类飞行器返回过程中初始状态散布大、返回过程需进行机动转弯和冲压模态动力巡航、各阶段轨迹设计要求各异的问题,在转弯段以运载器速度为积分变量,通过引入方位-视线角偏差标志转弯终点,能够有效处理组合动力运载器返回过程各类约束。该模型计算结果符合组合动力运载器返回段轨迹特点和任务需要,能够满足此类运载器返回段轨迹设计要求。     

运载器速度控制方案在水下发射导弹中的应用

利用速度控制方案,对运载器在水中运动的控制时序进行了研究和设计,并在此控制时序下,对运载器在有海浪影响下的水弹道进行了数学仿真计算.文中最后将计算结果与试验数据进行了比较分析,得到了满意的结果.     

全附体潜艇流噪声数值计算

运用计算流体力学(CFD)和边界元(BEM)相结合的方法,预报全附体潜艇流噪声,得到特征点的总声级和潜艇声场指向性分布规律。首先建立具有全部附体潜艇的几何模型并对流场计算域进行全结构化网格空间离散,然后采用雷诺时均方法(RANS)计算潜艇定常流体特性,得到的艇体阻力和压力系数与文献提供试验值吻合良好。再以流场定常计算结果为初值,计算潜艇非定常流动特性,得到声偶极源项,作为边界元求解辐射声场的输入量。声场计算通过在频域中求解福茨.威廉姆-霍金斯方程(FW-H)方程来完成。计算得到了潜艇表面的辐射声源强度分布,验证了流动转捩区是主要的发声部位,并分析了不同频率下声指向性的变化规律。计算所得结果与一般声学规律较为吻合。     

自适应卡尔曼滤波法在潜艇水下导航中的应用

当潜艇同时变速、变向时，会导致系统模型发生变化．采用基于海流数据库的卡尔曼滤波算法获得海流信息，对潜艇经纬度，海流东北分量和航向、航速等非线性微分方程进行线性化处理，得出转移矩阵，推算出潜艇某时刻的测量向量和测量矩阵．对各方程式卡尔曼滤波，通过T-SFIMMA算法进行基于T-S模糊模型的自适应卡尔曼滤波计算，实现系统模型的实时跟踪与自动转换．     

潜艇热尾流特性的计算模型与试验研究

建立了在密度分层环境中热尾流特性的计算模型。通过试验测量得到了艇模热尾流轴线的浮升规律和热尾流横截面的温差分布规律、热尾流轴线处温差的衰减规律。利用模型试验结果，验证了本文提出的潜艇热尾流特性计算模型的有效性，同时利用该模型计算了实际核潜艇的热尾流特性，为红外探潜与热尾流制导技术的发展提供了依据。     

突击潜艇对航母可生存性影响建模分析

针对航母与突击潜艇之间作战问题的复杂性,以及航母可生存性评估的重要性,提出一种基于概率统计的突击潜艇对航母可生存性影响评估方法。对航母与突击潜艇对抗作战流程进行描述,分析对抗过程中的关键事件,定义相关的描述变量;对航母可生存概率、航母受多次攻击的概率和突击潜艇毁伤数量期望等描述对抗效能的计算公式进行推导,并通过实例进行仿真分析。仿真结果表明,提升航母编队反潜力量的作战能力以及自身的防护能力是提升航母可生存性的关键。     

潜射反潜自导鱼雷平行航向齐射遮盖目标散布研究

在获取的目标运动要素不完整或目标运动要素误差较大的情况下,潜艇发射反潜自导鱼雷攻击敌潜艇存在较大目标散布。为了提高命中概率,潜艇应组织反潜自导鱼雷齐射。在研究了潜射反潜自导鱼雷平行航向齐射组织方法的基础上,建立了反潜自导鱼雷平行航向齐射遮盖目标散布的数学模型,对不同战术态势下、不同雷数齐射遮盖目标散布的情况进行了计算。研究表明：在设定的战术条件下,中等射距以内2发雷齐射可以遮盖目标散布;大射距大目标运动要素误差情况下4发雷以上齐射可以遮盖目标散布。由于设定的战术条件是任意的,因而研究结论对于潜射反潜自导鱼雷平行航向齐射具有普遍意义。     

通过缩比试验数据计算潜射导弹的载荷

即使潜射导弹缩比模型试验中弹道、弹体外形、空泡生成、发育、回射及溃灭规律满足缩比相似律,但由于模型的结构动力学特性相似关系难以满足,导致缩比试验数据难以直接计算原型载荷。提出了一种利用缩比模型试验弹体表面测压数据计算原型弹体横向动力响应的修正计算方法。该算法将测压数据分解为“空泡回射与溃灭” 水动力和与弹体结构振动有关的水动力两部分。通过对第一部分水动力建立确定的数学模型,对第二部分水动力用附加质量和附加阻尼进行表述,基于该算法计算得到了原型弹体的动力响应,并与水动力直接转化算法进行了比较。结果表明二者的差别不可忽视。此方法可为潜射导弹载荷计算提供有益的参考。     

水下航行体动态响应计算的附加质量探讨

水下航行体在出水过程中,横向受到由空泡回射和空泡溃灭带来的冲击压力,引起航行体横向的振动.本文建立了航行体的梁模型,考虑了出水过程中附加质量的变化,计算了出水过程中航行体横向振动频率、振型及响应.从计算结果可看出,在计算出水过程航行体横向响应时,应该考虑附加质量的变化.     

基于单向流固耦合技术潜射导弹出筒载荷研究

为研究潜射导弹出筒过程中受载特性,基于单向流固耦合技术建立了导弹发射动力学数学模型,分析了两种艇速条件下导弹出筒过程中所受到的截面弯矩载荷.通过和缩比试验测试结果对比,表明仿真结果具有可信性.计算结果表明,导弹受载危险截面集中在弹身中部偏后的位置,且艇速对导弹受载和初始偏转角有重要影响.文中建模方法和计算结果对潜射导弹结构总体设计具有指导意义.     

多鱼雷与目标潜艇软防御层对抗方法

在分析了潜艇武器装备防御方式的基础上,对潜艇软防御能力进行了重点探讨,并对南反鱼雷武器组成的软防御层进行了分析建模。由于目标潜艇信息具有一定的模糊性,本文采用模糊集合表述反鱼雷武器的各个参数,利用精确度计算得到相应的精确值和损伤度计算模型。在只考虑软防御层的情况下,得到单雷、双雷、多雷情况的命中率计算方法,并分析了其联合作战效能。仿真试验验证,随着鱼雷数量的增加,鱼雷经过软防御层的存活率会随之增加;利用同种鱼雷以相同的命中率进行计算,鱼雷的存活率也会有所提升。     

基于潜射鱼雷弹道特征的搜潜区域判定方法

针时以来袭鱼雷方位线为基准确定潜艇分布区域的方法存在一定缺陷,提出了以来袭鱼雷航向线为基准确定潜艇分布区域的方法.描述了水面舰艇基于潜射鱼雷弹道特征的防潜反击体系流程.以潜射直航鱼雷为例分析了搜潜区域判定原理,构建了数学模型.通过对模型通用性的探讨,将其扩展到潜射声自导鱼雷情形.根据仿真检验,定量与定性相结合地进行了比较.研究表明,运用鱼雷航向线判断潜艇位置信息的方法优于方位线法.