潜射航行体齐射出筒过程流场特性分析

发布时间：2021-12-11 07:57

　　潜射航行体齐射出筒是以潜艇作为发射平台,采用高压气体弹射将多发航行体以一定发射空间间距在极短时间间隔内实现连续发射的过程。其中单发航行体水下发射过程会产生筒口气团振荡、“水锤”效应等复杂流动现象,而齐射会存在多发航行体之间的相互扰动影响,使得流动现象更加复杂多变。水下齐射具有较强的工程应用背景,是现代水下发射常见的一种发射方式。本文采用试验及数值模拟相结合的方法,研究了潜射航行体出筒过程中筒口气团的发展、多相流场结构的演化、发射筒内压力特性以及“水锤”作用机理,分析了齐射出筒过程中双发筒口流场的演化以及耦合作用,并给出了不同发射条件对航行体出筒过程的影响。具体研究内容及成果如下:采用时序控制的高压气体弹射结构及可调节艇速装置,设计了可实现双发航行体不同发射时间间隔、不同发射压力以及不同艇速齐射出筒的试验系统,通过高速摄像和水下摄像方法对试验图像进行采集,结合压力传感器和东华数据采集系统实现试验数据的提取。基于RANS方程,引入了VOF多相流模型以及六自由度模型,采用重叠网格方法,建立了可用于齐射出筒过程多相流动计算及航行体运动姿态模拟的数值仿真方法,通过试验及数值仿真结果对比,验证了数...

【文章来源】： 哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：92 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 潜射航行体弹道及流体动力特性研究现状
        1.2.2 潜射航行体出筒过程流场研究现状
        1.2.3 潜射航行体载荷及流固耦合问题研究现状
        1.2.4 研究现状综述
    1.3 主要研究内容
第2章 试验方法与数值模拟方法
    2.1 引言
    2.2 试验方法
        2.2.1 试验系统设计
        2.2.2 试验模型设计与试验流程
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 多相流模型
        2.3.4 重叠网格方法
    2.4 计算模型及方法验证
        2.4.5 计算模型及网格划分
        2.4.6 计算有效性验证
    2.5 本章小结
第3章 潜射航行体出筒过程流场特性试验研究
    3.1 引言
    3.2 筒底压力对单发航行体出筒过程的影响研究
    3.3 艇速对单发航行体出筒过程的影响研究
    3.4 发射时间间隔对双发航行体齐射出筒过程影响研究
    3.5 本章小结
第4章 单发航行体出筒过程流场特性数值模拟研究
    4.1 引言
    4.2 单发航行体出筒多相流场特性分析
        4.2.1 单发航行体出筒过程多相流场结构
        4.2.2 单发航行体出筒过程压力特性
    4.3 本章小结
第5章 双发航行体出筒过程流场特性数值模拟研究
    5.1 引言
    5.2 双发航行体出筒多相流场特性分析
        5.2.1 双发航行体出筒过程多相流场结构
        5.2.2 双发航行体出筒过程压力分布特性
    5.3 发射顺序对双发航行体出筒多相流场特性影响
        5.3.1 不同发射顺序下多相流场特性分析
        5.3.2 不同发射顺序下压力分布特性
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]筒口气泡对发射筒盖影响数值计算与分析 [J]. 李智生,赵欣,王红萍.  舰船电子工程. 2018(05)
[2]水下垂直发射燃气后效对筒盖系统的影响研究 [J]. 祁晓斌,王瑞,袁绪龙,曹中臣,刘传龙.  兵工学报. 2017(11)
[3]水下垂直发射筒口压力波动特性分析 [J]. 赵志敏,吴训涛,覃东升.  兵器装备工程学报. 2017(10)
[4]倾斜发射导弹燃气流对发射箱前盖冲击数值仿真 [J]. 王学智,刘少伟,王伟,杜振宇.  弹箭与制导学报. 2017(05)
[5]水下航行体垂直发射筒口压力场L/E耦合数值模拟 [J]. 张晓乐,卢丙举,胡仁海,杨兴林.  舰船科学技术. 2016(21)
[6]航行体水下垂直发射空泡脱落条件研究 [J]. 王一伟,黄晨光,吴小翠,杜特专,方新,梁乃刚,于娴娴.  工程力学. 2015(11)
[7]小攻角下航行体三维非定常空泡形态理论预示方法 [J]. 程少华,权晓波,于海涛,翟章明,王占莹.  船舶力学. 2015(08)
[8]潜射导弹筒口气泡发展规律研究 [J]. 邱海强,袁绪龙,王亚东,刘传龙.  兵工学报. 2014(09)
[9]水下发射发射筒注水情况仿真分析 [J]. 周笑飞,姜毅,牛钰森,拜云山,邓佳.  现代防御技术. 2014(01)
[10]水下航行体垂直发射过程气幕形态特性研究 [J]. 刘海军,王聪,彭兴芝,邹振祝,王本利,隗喜斌.  哈尔滨工业大学学报. 2013(05)

硕士论文
[1]双回转体并联入水过程多相流动及运动特性研究[D]. 路丽睿.哈尔滨工业大学. 2018
[2]水下航行体连续垂直发射出筒过程多相流动特性研究[D]. 李强.哈尔滨工业大学. 2018
[3]潜射航行体齐射出水流场结构与流体动力特性研究[D]. 卢佳兴.哈尔滨工业大学. 2018
[4]潜射航行体垂直发射过程三维数值模拟[D]. 任晓庆.哈尔滨工业大学. 2015
[5]潜射航行体共架垂直发射流体动力特性研究[D]. 赵一帆.哈尔滨工业大学. 2014
[6]潜射航行体出筒过程载荷特性的数值模拟研究[D]. 马庆鹏.哈尔滨工业大学. 2011
[7]潜射导弹水下发射及出水过程三维数值研究[D]. 杨晓光.哈尔滨工业大学. 2009
[8]潜射导弹发射与出水载荷研究[D]. 殷崇一.西北工业大学. 2004



本文编号：3534298