【摘要】：隨著現(xiàn)代社會日益發(fā)展,隨著地表上的資源、能源日趨緊缺,海洋擁有豐富的資源,受到世界各國的關(guān)注,故二十一世紀被稱作海洋的世紀。潛艇作為海上軍事力量的重要組成部分,是現(xiàn)代海軍極為重要的威懾力量,無論在當下還是未來的海事戰(zhàn)爭之中,都有著十分重要的地位�？ǘ媸且环N潛艇的重要故障,也是潛艇的三種基本應(yīng)急操縱之一。潛艇的應(yīng)急上浮一般是指在水下航行的潛艇,當遭遇故障或者受攻擊不能維持原有的航行狀態(tài)時,主動排出全部或著部分主壓載水艙內(nèi)的海水,繼而使得潛艇可做垂向運動直至水面的過程。該過程很可能出現(xiàn)較大的橫、縱傾,十分危險,因此有必要對應(yīng)急上浮進行分析以便于提前得到可能出現(xiàn)的危險狀況并做出相應(yīng)的措施來減少一些損失。潛艇應(yīng)急上浮運動屬于六自由度空間三維剛體非線性強機動運動�；谝陨锨闆r,本課題研究的目的就是得到潛艇卡下潛舵角后通過氣體吹除完成緊急上浮的運動規(guī)律,給出潛艇在卡下潛舵角后緊急上浮的數(shù)值預報方法并且驗證其有效性最終得到其運動規(guī)律,為潛艇的緊急上浮過程提供參考。為了確保潛艇在應(yīng)急上浮過程中的安全性,準確地預報潛艇上浮過程中的運動特性是十分必要且具有工程價值的。具體的研究內(nèi)容有:首先,完成了對應(yīng)急上浮過程六自由度空間運動潛艇的模型建立,并且依據(jù)其應(yīng)急上浮運動過程的特點,設(shè)計并完成了不同工況下潛體水下應(yīng)急上浮試驗。并對水池試驗的數(shù)據(jù)進行一定的處理分析。其次,依據(jù)潛體應(yīng)急上浮運動問題的特點,研究制定一套適用的數(shù)值模擬方法,包括基于RANS的控制方程、基于流體體積函數(shù)法(VOF)的自由液面處理技術(shù)、求解壓力耦合方程組的半隱式方法(SIMPLE)、選用SST k-w湍流模型、重疊網(wǎng)格技術(shù)、計算域網(wǎng)格的劃分、邊界條件的設(shè)置等等。應(yīng)用選取的數(shù)值計算方法對潛體應(yīng)急上浮運動進行數(shù)值模擬,對數(shù)值模擬的數(shù)據(jù)結(jié)果進行一定的分析,并將數(shù)值計算結(jié)果與水池試驗結(jié)果相對比,驗證了潛體應(yīng)急上浮數(shù)值計算理論的可行性。最后,采用已驗證的可行的數(shù)值計算方法,預報了潛體在更多工況下的應(yīng)急上浮過程的運動,并給出相應(yīng)的規(guī)律,分析了不同因素對潛體應(yīng)急上浮過程的水動力性能影響。給出潛艇在卡下潛舵時的應(yīng)急上浮過程的規(guī)律,給出潛艇可以參考的應(yīng)急上浮方案。
【圖文】：

重疊網(wǎng)格生成示意圖

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【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U674.76

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本文編號：2667245