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潜艇自航模适航性STF理论预报和试验研究
| 论文题名： | 潜艇自航模适航性STF理论预报和试验研究 |
| 关键词： | 波浪力;潜艇自航模;适航性;运动响应 |
| 摘要： | 潜艇在近水面和水面航行或执行任务时会受到波浪力扰动，从而引发艇体六自由度摇荡运动。在恶劣海况下，艇体运动响应小会降低对作战平台稳定性影响，即艇体有较好的适航性能。 为精确预报潜艇在波浪中的运动响应，本文采用理论计算和自航模型试验方法分别得到潜艇缩比自航模型在近水面和水面不同潜深，不同航向状态下，不同航速航行时在规则波中的运动幅频响应 RAO。本文编写三角形线性分布源面元法程序，分别计算出潜艇自航模在无界流中的附加质量和适航性试验相关工况下的Munk力矩，自航模在试验工况下近壁面不同距离处的吸力(俯仰力矩)，自航模在规则波浪中系列潜深和浪向下的一阶和二阶波浪力(矩)。这些参数对自航模运动控制提供参考，并为操纵面驱动设备提供选型依据。并采用STF理论和Frank源分布密切拟合法编写二维切片法耐波性预报程序，计算出在系列潜深，浪向和航速工况下潜艇自航模在规则波中的一阶辐射力，入射力和绕射力及运动幅频响应预报RAO。 自航模适航性试验首先结合潜艇型值制作了缩尺比?27的自航模模型载体，自航模控制通信系统和测试采集系统集成，调试运动控制和测试采集软件，并在哈尔滨工程大学综合试验水池进行了适航性验证试验。 论文主要进行了如下工作： 1、编写三角形线性分布源面元法程序，并计算出潜艇自航模在无界流场中的六自由度附加质量和各试验航速下的Munk力矩，为自航模适航性试验时模型定速直航提供控制参数参考和操纵设备选型。 2、使用镜像法编写自航模近壁面航行吸力(俯仰力矩)计算程序，并计算自航模在近壁面处不同距离的吸力计算，为自航模适航性试验时模型定深直航提供控制参数参考和操纵设备选型。 3、编写不计自由面兴波的三维面元法程序，并计算自航模在近自由面定深直航的一阶和二阶波浪力（矩），为自航模适航性试验时模型近自由面航行时定深、定速直航提供控制参考和操纵设备选型。 4、采用STF理论和Frank源分布密切拟合法编写切片法计算程序，并计算自航模在系列浪向，航速和潜深工况下在规则波中的运动幅频响应预报RAO。 5、系统集成并调试自航模控制系统与测试系统的硬件和软件，在综合试验深水池进行潜艇自航模适航性验证试验，并与计算结果进行了对比分析。 |
| 作者： | 李伟坡 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 庞永杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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