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水下航行器潜艇回收过程中的水动力性能分析
| 论文题名： | 水下航行器潜艇回收过程中的水动力性能分析 |
| 关键词： | 潜艇;水动力性能;干扰性能;回收路径 |
| 摘要： | 随着海洋领域的开发和研究，对复杂海况的探索工作变得更加重要，作为海洋领域的特种作业平台，水下航行器将面临巨大挑战，所需满足的需求越来越多并且十分迫切。其中AUV的发展迅速，未来的AUV将承载更多的水下任务。AUV在水下满足具体任务需求的同时，往往还需要与潜艇形成良好的互动，如:能量补充，数据交换等工作，此外在回收过程中，AUV位于复杂流场之中，受到的水动力干扰比较大。在这种复杂的工作环境中，需要对AUV以及潜艇在这种扰流流场中的水动力性能以及操纵性能进行准确的计算，从而更好的对回收的路径进行规划，因此如何快速准确的计算这种复杂流场中的水动力性能显得尤为重要。 本文采用计算流体力学方法，研究了全附体SUBOFF潜艇模型复杂伴流场的水动力性能，并进一步数值计算了潜艇背负式回收AUV过程中的水动力干扰，主要研究方法如下: 首先，基于CFD技术，运用STARCCM+软件预报了无界流场中回转椭球体，不同来流速度下的阻力值，通过与试验值进行对比，证实了采用切割体网格，SST k-ω湍流模型可以准确地计算回转椭球体的阻力值，进一步对SUBOFF全附体艇体模型，复杂伴流场中的水动力性能进行计算，并与试验值进行了对比。 其次，建立了SUBOFF潜艇坞舱式回收装置回收AUV的模型，采用重叠网格方法，进行了AUV直线运动靠近回收装置时的数值计算，研究了两种直线运动方式（匀速直线运动、匀减速直线运动）时，AUV与艇体之间干扰问题，并进行了对比，证实了AUV匀速直线运动回收时，所受到的力更为复杂，不利于回收，AUV匀减速直线运动时所受到的力较为平缓，更加便于回收工作的进行。 最后，进一步建立了潜艇开架式回收装置回收AUV的模型，假定了AUV两条回收时的运动路径。基于STARCCM+软件中的重叠网格技术，数值计算了AUV在给定曲线路径下，靠近SUBOFF潜艇过程中的水动力干扰性能，并研究了SUBOFF对AUV周围流场的影响，通过对比得出，AUV沿着正弦曲线路径运动进行回收所受到的干扰更小，可以提高回收工作的成功率。 |
| 作者： | 许钧鑫 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 苏玉民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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