全附体保护筒水下运动及水面漂浮性能数值计算与试验研究

发布时间：2020-05-14 13:45

【摘要】：全附体保护筒在高海况下耐波性能和水下浮力驱动上浮的研究有重要的理论意义与工程意义,本文分别采用模型试验和CFD模拟两种方法进行了研究。在水面漂浮部分,本文提出了一种通过外悬独立压载,改善全附体保护筒耐波性能的新方法。针对有无外悬挂独立压载全附体浮筒模型,在方形水池开展了微幅规则波和白噪声不规则波耐波性试验,得出了全附体浮筒的幅频响应函数(RAO),并运用线性系统理论进行5级海况预报。利用较大波高规则波试验,进行了全附体浮筒在波浪中的畸异横摇现象和纵摇非线性瞬态响应的研究。此外,通过CFD技术进行了全附体保护筒在5级海况以及大波高规则波下的响应过程,将模拟结果与试验结果进行了对比,通过CFD方法对新型减摇方式的机理进行了初步探究。研究结果表明:全附体保护筒在高海况下会发生畸异横摇现象;通过采用合适地悬挂独立压载能够达到更好的减摇效果。在水下运动部分,本文对全附体浮筒水下浮力发射试验的设计进行了详细的研究,包括浮筒模型的设计、阻流板展开方式的设计、水下摄像和照明系统的布置、水下发射装置的设计以及内测系统的设计等。本文在试验水池开展了带有不同大小阻流板的全附体浮筒浮力发射试验,开展了不同横流工况下的全附体浮力发射试验,开展了不同水下发射深度的全附体浮力发射试验。通过开展全附体浮筒水下浮力发射试验,得出了不同大小阻流板和不同水下发射深度对全附体浮筒的水动力性能的影响规律,发现了不同横流对全附体浮筒出井过程的影响规律。另外,本文通过CFD技术模拟了全附体保护筒翼板展开的过程以及水下运动时的流动分离情况。
【图文】：

保护筒,附体,几何外形

作为国土的一部分，拥有着陆地上不可比拟的丰富资源，随增长，各国科研人员针对海上军事装备和海洋资源开发领域具体研究从浅水到深水甚至超深水不断迈进。我国在深水及界先进国家存在着巨大差距，我国政府意识到了深海资源开与紧迫性，一方面随着海洋平台的广泛应用，对深水海工技为提高潜艇的海上作战能力同时保证潜艇的隐蔽性，对潜射。这些研究对我国打破国外海工技术垄断和增强海上力量有源开发和海上军事力量的研究中，所研究物体的形状也是不一艘军舰，，物体的形状决定着其本身的性能。本文讨论的全阻流板和四个尾翼的圆柱形物体（图 1.1），全附体保护筒在体类似，比如潜射无人机的保护筒，海洋平台的浮筒，水下，海上浮标等。其在高海况下的耐波响应特性以及其在不同出水对相关工程领域有着实际意义。

减摇,浮体,支架技术,舭龙骨

图 1.2 具有舷外支架技术的独木舟浮体几何外形从而对浮体进行减摇的方法最早被采用，该方法通而增加摇荡阻尼的方式实现减摇的效果，比较成熟的技术有舭龙丁勇等[13]运用涡格法在考虑俏涡和尾涡的分离与卷起的情况下建砒龙骨构成组合的定常升力的数值计算模型，综合考虑并利用两作用，优化了舰船减摇鳍流体动力的设计。李军[14]介绍了船舶横法，提出在布置舭龙骨时选取较大的圆弧形舭部可以明显地节省龙骨使减摇效果增加近 30%左右。董美华等[15]对常用的减摇方式，指出大型船舶采用综合减摇装置比单一减摇装置更具优势，提综合减摇技术会有很大的发展潜力。种减摇原理是利用浮体在水中摇荡运动产生的能量给自身施加一的稳定力矩，从而达到减摇的目的，典型的代表是减摇水舱。我摇水舱”进行减摇的技术发生在唐宋时期。但是 1860 年才算出水舱。到了 1880 年，减摇水舱出现在英国皇家海军的一艘潜艇
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75;U674.941

【参考文献】