水下航行体充气上浮仿真方法研究

发布时间：2023-11-12 13:36

　　为研究气囊展开对水下航行体充气上浮过程中的姿态变化以及运动轨迹的影响,提出一种多学科协同仿真方法。建立水下气囊的展开动力学模型,基于控制体积算法获得气囊充气展开过程的体积膨胀率曲线;在保持气囊体积膨胀率等效的条件下,建立可以同时耦合航行体6自由度刚体运动和气囊局部变形的水动力模型,并基于Navier-Stokes方程进行计算。通过仿真计算,得到水下航行体充气上浮的精细化过程,并获得水下航行体上浮时合力分量的时间历程曲线和姿态变化数据。结果表明:气囊的增浮作用能有效实现航行体的上浮回收;在上浮过程中,由于漩涡结构的不对称性使得航行体受到一定侧向力的作用,上浮时处于螺旋上升过程;上浮时,航行体会受到水流提供的竖向力作用,因此为加快上浮,上浮前应尽量调整航行体的攻角为正。

【文章页数】：13 页

【文章目录】：
0 引言
1 充气展开过程的建模分析
    1.1 有限元模型的建立
    1.2 气囊展开过程仿真结果
2 上浮过程的仿真分析方法
    2.1 气囊体积等效膨胀的动网格计算方法
        2.1.1 角度比例的计算
        2.1.2 气囊处网格点坐标的更新计算
    2.2 流场求解方法
    2.3 水下航行体受力分析
3 水下航行体充气上浮仿真计算
    3.1 几何模型和网格生成
    3.2 计算结果分析
        3.2.1 航行体运动轨迹与姿态分析
        3.2.2 航行体合力分量的分析与讨论
        3.2.3 不同时刻流场分析
        3.2.4 试验验证
4 结论



本文编号：3863261