航行體水下混合增壓排氣機(jī)理研究及其應(yīng)用.pdf

1、　　世界海洋油氣資源勘探、深?？茖W(xué)考察主要依靠各類水面船舶、海洋平臺(tái)以及操縱各類水下航行體等完成。其中，水下航行體的動(dòng)力系統(tǒng)在工作過程中需要克服外界海水背壓，才能不斷地吸氣、排氣，正常工作。因此，有必要研究與開發(fā)一種水下排氣方式來克服水下航行體的排氣背壓問題。本文以某型水下航行體為研究對(duì)象，在水下負(fù)(低)壓區(qū)排氣基礎(chǔ)上，提出動(dòng)力與結(jié)構(gòu)混合增壓水下排氣方式。利用流體力學(xué)理論、試驗(yàn)優(yōu)化理論以及現(xiàn)代仿真技術(shù)，對(duì)動(dòng)力與結(jié)構(gòu)增壓排氣機(jī)理進(jìn)行了研究

2、，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真。
　　首先，從水下排氣背壓問題出發(fā)，提出了動(dòng)力與結(jié)構(gòu)混合增壓水下排氣方式及其結(jié)構(gòu)。利用流體力學(xué)理論，分別建立了動(dòng)力參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)與其增壓量之間的相互關(guān)系，揭示了混合增壓水下排氣機(jī)理。
　　其次，應(yīng)用混合增壓排氣機(jī)理，設(shè)計(jì)了混合增壓排氣結(jié)構(gòu)。采用數(shù)值模擬的方法，分析了不同支管傾斜角度下三通管內(nèi)高低壓氣體的混合特性，設(shè)計(jì)出增壓效果最好的三通管道結(jié)構(gòu)。利用伯努利原理，建立了水平管道結(jié)構(gòu)參數(shù)與其壓降損

3、失之間的相互關(guān)系，得到了在空間約束條件下最優(yōu)的管道結(jié)構(gòu)布置。設(shè)計(jì)了空間約束范圍內(nèi)的增壓結(jié)構(gòu)，并采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論與二次規(guī)劃算法，實(shí)現(xiàn)了增壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。對(duì)比分析了常用二維流線型體的阻力特性，確定并獲得了導(dǎo)流罩的截面形式及其結(jié)構(gòu)參數(shù)
　　最后，在排氣結(jié)構(gòu)三維模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行了混合增壓排氣的仿真分析。分別對(duì)比分析了排氣管道的理論與仿真壓降值，三維導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)與二維流線型體的水下流場分布，表明管道結(jié)構(gòu)和導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并獲得了導(dǎo)流罩的阻