潛體應(yīng)急上浮過程的水動力分析.pdf

1、潛體包括潛艇、潛器及其他水下航行器。潛艇是海軍重要的威懾力量，潛艇的各項性能指標(biāo)中最重要的是潛艇的機動性、隱身性與應(yīng)急安全性能。隨著潛艇水下航速的不斷提高和潛深的越來越大，潛艇在水下的運動不再是單純的平面運動，而是具有六自由度的空間運動。水下航行的潛艇，由于突發(fā)事件，如操縱設(shè)備故障而出現(xiàn)的不利縱傾、海水密度突然變化而發(fā)生的潛艇“掉崖”等現(xiàn)象，潛艇將無法保持定深航行而處于危險狀態(tài)。為了防止面臨危險的潛艇超過極限潛深或撞沉海底，最有效的手段

2、就是急速吹除各組壓載水艙中的海水，甚至吹除的同時拋棄固體可棄壓載，實施應(yīng)急上浮。本文以潛艇作為潛體代表為研究對象，從潛體應(yīng)急上浮數(shù)值計算方法、潛體應(yīng)急上浮過程數(shù)值模擬、潛體模型應(yīng)急上浮試驗研究等方面對潛體應(yīng)急上浮過程的水動力性能進行深入研究。
　　本文首先建立了潛體應(yīng)急上浮過程的六自由度空間運動數(shù)學(xué)模型，并針對潛體應(yīng)急上浮運動問題的特點，得出一套可行的數(shù)值計算方法，包括基于RANSE的控制方程、求解壓力耦合方程組的半隱式方法（SI

3、MPLE）、基于流體體積函數(shù)法（VOF）的自由液面處理技術(shù)、重疊網(wǎng)格技術(shù)、選用SST k-ω湍流模型、計算域網(wǎng)格的劃分、邊界條件的設(shè)置等等。其次，采用計算流體力學(xué)（CFD）計算方法，數(shù)值模擬開流水孔潛體潛深9米(潛深略大于1.6倍艇長)應(yīng)急上浮過程，較好的預(yù)報了開流水孔潛體潛深9米上浮過程做前進運動、后退運動和接近垂直上浮運動的應(yīng)急上浮過程中的水動力性能，分析了不同正浮力中心縱向分布位置對潛體應(yīng)急上浮過程的影響。再次，基于前期理論方面研