近水面航行的潛艇阻力數(shù)值模擬.pdf

1、通常情況潛艇處于深水中，其阻力無(wú)需考慮自由液面的影響。但是，在某些情況下，潛艇必須要浮到近水面，因此研究由于自由面的存在而導(dǎo)致潛艇阻力的變化顯得尤其重要。通常，預(yù)報(bào)阻力主要依靠模型試驗(yàn)方法，但是模型試驗(yàn)昂貴耗時(shí)耗力，往往難以滿足多方案的選擇。在計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的今天，計(jì)算流體力學(xué)（CFD）得以迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外都用其來(lái)數(shù)值模擬和預(yù)報(bào)粘性繞流場(chǎng)，因此，本文利用FLUENT 軟件來(lái)數(shù)值模擬近水面航行的潛艇阻力，主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)的

2、初步研究： (1)通過(guò)廣泛計(jì)算分析，建立了預(yù)報(bào)在深水（無(wú)界流）中潛艇阻力的方法。首先，在分析大量國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，選擇四種不同的湍流模型來(lái)分別數(shù)值模擬潛艇阻力，通過(guò)與計(jì)算回轉(zhuǎn)體阻力的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比，發(fā)現(xiàn)：RNGk ε ? 湍流模型對(duì)預(yù)報(bào)主艇體阻力的精度是最高的。然后進(jìn)一步研究y+ 函數(shù)和徑向網(wǎng)格數(shù)對(duì)潛艇阻力的影響，初步建立了預(yù)報(bào)潛艇阻力的數(shù)值方法。接著，通過(guò)數(shù)值模擬系列速度下的潛艇阻力并與經(jīng)驗(yàn)公式比較，對(duì)上述數(shù)值方法進(jìn)行了驗(yàn)證。

3、表明該數(shù)值方法對(duì)預(yù)報(bào)潛艇阻力有較好的精度。 最后，數(shù)值模擬了主艇體加上指揮臺(tái)和尾翼等部分附體以及全附體的潛艇阻力，取得的潛艇阻力系數(shù)以及尾流場(chǎng)與有關(guān)文獻(xiàn)相比較，其結(jié)果具有一定的合理性。 (2)在成功數(shù)值模擬深水（無(wú)界流）中航行的潛艇阻力的基礎(chǔ)上，把考慮自由面的水面艦船和在深水中不考慮自由面的潛艇綜合起來(lái)研究近水面航行的潛艇阻力問(wèn)題。 首先，引入相對(duì)浸深的概念，接著改變相對(duì)浸深，數(shù)值模擬近水面航行的潛艇阻力，同時(shí)給