多种航行条件下潜航器的偏航运动及其水动力特性研究

发布时间：2024-02-24 09:20

　　随着科技的发展,人们对海底、湖泊的探索越来越多,所以潜航器等水下探索工具越来越受国内外学者的关注,国内外的学者对潜艇运动的研究主要集中在动力学特性和运动状态这两方面。水下潜艇在航行时有大量的平面偏航运动,这些运动的实现基于准确的动力学参数。本文以螺旋混流式泵喷推进器为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型对泵喷推进潜航器的偏航运动进行数值计算。为了研究潜航器在不同运动形式下的动力学特性,本文首先通过改变潜航器的偏航角度,得出了偏航角度与潜航器受力的关系,然后对比分析不同直航加速状态下动力学参数的变化规律;其次改变尾舵舵角度数,计算并分析泵喷推进器在不同偏航运动状态下的力特性变化规律。本文主要的研究结论如下:(1)对泵喷推进潜航器不同偏航角下的力特性展开分析,研究表明:当推进器的航速一定时,即雷诺数处于阻力平方区时,阻力系数不随偏航角度的增大而变化。侧向力与偏航角度成正比,升力与偏航角度成反比。(2)通过滑移网格技术,模拟在一定时间步长内,潜航器运行情况。计算结果表明随着潜航器沿着Z轴方向运动,潜航器尾部外表面高速区域范围不断减小,同时尾部负压范围不断增大;潜航器指挥台表面附近的低速范围不...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1德国“214”级常规动力潜航器X型尾舵的4个舵面是呈X型布局的

宋捕婧苋菀缀秃５追⑸?鲎捕?斐善扑穑??平的两个舵面也有类似的情况，可是在我国以及全世界各个国家大多数的潜艇或是潜航器还是会使用这种看似落后的尾舵形式，比如我国的新型的039、040潜艇也是采用这种十字型尾舵，其原因是这种尾舵的加工工艺以及安装工艺相对简便，并且具有操作简单、使用....

图1.2日本“苍龙”级常规动力潜艇潜艇的动力装置是控制潜艇运动姿态的一个主要因素

多种航行条件下潜航器偏航运动及其水动力特性研究2者海底潜航时的损伤问题。在性能方面，X型尾舵的4个舵面都可以起到垂直舵和水平舵的功能，十字型尾舵在进行运动控制的过程中，对于偏航或者潜浮的控制比较单一，只可以通过水平布置的舵面或者垂直布置的舵面中的一个单独作用起到效果。而对于X型的....

图2.2潜航器模型内部装置示意图

多种航行条件下潜航器偏航运动及其水动力特性研究8第二章泵喷潜航器的模型和数值模拟方法2.1泵喷潜航器计算域实体三维建模本文的研究对象是喷水推进泵潜航器以及它的尾舵。尾舵采用的是NACA0020型的十字尾舵，该尾舵的构成有稳定翼、主舵以及舵轴。而潜航器的其他结构还有艇身、尾部的螺旋....

图2.3潜航器模型实物图

硕士学位论文9图2.3潜航器模型实物图2.1.2泵喷推进潜航器的基本方程潜航器运动的动力来源于尾部喷水推进泵，和潜航器进出口的水流流量有着密切的关系，假定单位时间的水流体积为Q，当推进泵的转速为n时，此时整个潜航器受到的推力为[50]：---mjsvjssjsTQvvQvvAvv....

本文编号：3908773