大深度假海试验设施内流场仿真分析

发布时间：2020-04-30 11:23

【摘要】：大深度发射是水中兵器发射系统发展的基本趋势之一。大深度假海试验设施作为XXX重大试验设施建设项目,可为水下多种武器发射试验提供大深度模拟水深的试验环境,可利用其进行诸多鱼雷发射装置研发过程中必不可少的相关试验研究,对实现水中兵器发射系统大深度发射起着至关重要的作用。本文以假海试验设施上的空气涡轮泵发射装置为例,对其发射试验过程中的内流场进行了相关研究,主要完成了以下几方面的工作:1.对基于假海的鱼雷发射内流场进行了研究。本文对大深度假海试验设施进行了相应简化,建立了非定常条件下粘性、不可压、三维两相流的发射内流场计算模型,运用动网格技术,通过FLUENT软件对假海鱼雷发射试验全过程进行了数值模拟。给出了发射过程中典型时刻假海筒体内的压力、速度、两相流分布云图,从图中可以看出鱼雷运动过程中流场的动态发展趋势,同时对各个时刻的流场特点进行了分析。仿真结果可为假海筒体内压力传感器的布局以及连续发射试验设计等提供参考,同时验证了假海筒体内空气对发射过程中流场波动的缓冲作用。2.对假海和潜艇鱼雷发射过程进行了对比分析。本文针对潜艇进行鱼雷水下发射的问题,建立了鱼雷水下发射内流场模型,运用FLUENT软件对鱼雷的发射过程进行了数值模拟。根据仿真结果显示,假海和潜艇上鱼雷发射过程中的流场特点基本一致。文中将鱼雷视作流场中的普通流质,由两次仿真结果分别提取了鱼雷发射过程中假海和潜艇鱼雷发射系统的流道损失系数,其中假海鱼雷发射系统明显比潜艇鱼雷发射系统的流道损失系数大,该结果解释了假海试验中在相同的发射能量注入状态下,鱼雷出管速度低于实航状态下的鱼雷出管速度。将结果与无雷状态下两个发射系统的流道损失系数进行了对比,对比结果表明两个发射系统在发射过程中和无雷状态下的流道损失系数非常一致,验证了文中流道损失系数提取方法的可行性,为发射系统流道损失系数的确定提供了参考。根据得到的两个损失系数可为后续工作如寻求能量损失和速度差异之间的关系、创建一种更准确地预估湖试或海试中鱼雷出管速度的方法等进一步的研究作铺垫。
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ630.6

【参考文献】