深海潜水器协同作业水动力干扰研究

发布时间：2024-10-31 23:13

　　 在海流作用下多台潜水器进行协同作业时,潜水器之间会产生相互干扰的水动力,进而影响潜水器的作业姿态。针对此问题,本文采用RANSE方法求解N-S方程,对两台潜水器在相向运动时不同间距下的水动力变化进行了研究;在此基础上,对两台潜水器悬停作业时,不同横向海流作用下潜水器间的干扰水动力对潜水器作业姿态的影响进行了仿真。结果表明,在作业工况下,潜水器间的干扰水动力主要影响潜水器的俯仰角,并且随着海流速度增大,对俯仰角的影响越大。

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【部分图文】：

本文采用Trimmer网格划分方法对计算域进行网格划分，合理设置网格尺寸，保证在圆柱展长方向上有200个节点。采用棱柱层网格生成器，在圆柱壁面区域生成边界层网格，合理设置第一层壁面网格尺寸，保证圆柱壁面Y+值约为1（见图2）。图2计算域网格分布

图1计算域[6]目前，求解湍流流动问题的主要方法有直接模拟方法（DNS）、大涡模拟方法（LES）以及RANSE方法。综合考虑计算成本与目标研究问题特点，本文选择RANSE方法来求解。RANSE方法需要补充方程才能使问题封闭，这就产生了湍流模型。湍流模型主要有单方程Spalart....

从图3及表2可看出，计算结果与试验数据比较一致，横向力Y和转艏力矩N的线性水动力导数数值计算结果与试验结果偏差分别为1.3%和7.9%，表明本文建立的数值计算方法可应用于潜水器的水动力计算研究。2潜水器干扰水动力计算

边界条件设置为：入口边界为速度入口条件（velocity-inlet）；出口边界为压力出口条件（pressure-outlet）；侧面为速度入口条件（velocity-inlet）；潜水器壁面边界为无滑移壁面边界条件（wall/noslip），见图5所示。图5边界条件设置

本文编号：4008607