数值波浪水池中两栖火炮摇荡动力学研究

发布时间：2022-02-12 21:21

　　数值波浪水池是作为一种波浪和海洋结构物相互作用的数值试验手段,已广泛应用在船舶与海洋工程领域。两栖火炮在水上浮渡过程中,受到风、浪、流的扰动,会发生六自由度的摇荡运动,对其水上浮渡性能、射击精度等产生不利影响。因此,采用数值波浪水池技术研究两栖火炮的摇荡动力学具有重要意义。本文首先建立了数值波浪水池,对一阶线性波浪与二阶Stokes波的造波效果和消波效果进行验证,得到数值波浪水池中波浪与两栖自行火炮的耦合区域;在试验水池对两栖火炮拖模进行了试验,通过拖模试验,希尔伯特变换法,GZ曲线确定了非线性横摇方程的各项系数。对两栖火炮二维横剖面进行横摇运动,得到了两栖火炮在不同初始角下的自由横摇衰减曲线,并与拖模试验测试的自由横摇衰减曲线进行对比,仿真的平均横摇周期为_mT=2.896s,试验结果的平均横摇周期为_sT=2.998s,相对误差为3.52%;采用流固耦合的方法,对于不同波长、波高作用下两栖自行火炮的横摇、横荡、垂荡运动响应与纵摇、纵荡与垂荡运动响应进行了研究,得出了波浪与两栖自行火炮相互作用时的流体形态变化、动压力云图及动力学响应。两栖火炮在... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

波浪坐标系图

高阶 Solitary 波，适用于浅水范围内的有限幅振波，本质上是非线性的。数值消波同样重要，为了避免波浪的壁面反射，提高数值模拟仿真的精度，需要对数值水池进行波浪能量吸收。本节采用明渠流技术造波，波浪采用主动吸收法，将流动的出口设置为波浪吸收边界，使数值波浪水池的波形保持一致。2.2.2 参数与边界条件设置根据实际深水池进行数值波浪水池的构建，坐标原点为水池左侧底端即O处，x 轴为向右为正，y 轴为向上为正。本节根据实际深水池进行数值波浪水池的构建，前处理使用 Gambit 进行水池的构建，网格划分，定义指定的边界类型，在 ANSYS 的 Fluent中实现该水池的数值造波、消波等相关设定。数值波浪水池的规格为：水池长 60m，宽8m，有效水深 h 5m。波浪水池二维数值计算模型如图 2.4 所示。数值波浪水池，左侧的边界条件设置为速度入口，上下为壁面，右侧边界设置为自由出流。

使用 Gambit 进行水池的构建，网格划分，定义指定的边界类型，在 ANSYS 的 Flue中实现该水池的数值造波、消波等相关设定。数值波浪水池的规格为：水池长 60m，宽8m，有效水深 h 5m。波浪水池二维数值计算模型如图 2.4 所示。数值波浪水池，左侧的边界条件设置为速度入口，上下为壁面，右侧边界设置为自由出流。图 2.4 明渠流水池计算模型明渠流数值波浪水池根据二维数值波浪水池的计算模型，采用 Gambit 软件进行建模。在网格划分、模型建立完成时，进行网格检查，保证网格质量。网格大小为 0.01mm网格文件如图 2.5 所示。


本文编号：3622402