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原文传递潜艇首舵水动力及其特性研究

论文题名：	潜艇首舵水动力及其特性研究
关键词：	潜艇首舵;水动力性能;制流板;波浪力;砰击力
摘要：	潜艇停靠码头、靠帮时可能会出现因首舵超宽而发生碰撞的现象，减小首舵的展向尺度，会出现因升力下降而导致操纵能力不足的问题。用于操纵控制的首舵属于小展弦比翼型体，在绕流场中翼梢端部存在着显著的三维卷起流动现象，造成舵翼水动力性能下降。在舵梢加装制流板可有效抑制横向绕流，改善首舵升力，直接影响舵翼的操控能力。　　潜艇在水面或者近水面航行时，受到海洋波浪的影响会产生不同程度的摇荡运动，首舵会受到波浪力作用，严重的情况下，首舵遭遇波面而产生出入水事件而受到砰击力作用，波浪载荷和砰击载荷是舵体结构设计的关键性的环境载荷。　　基于舵翼绕流CFD模拟与仿真技术，分析了首舵水动力性能及其梢端绕流涡系特征，兼顾制流板尺度与构型，设计了4类、6种规格的制流板方案，研究了制流板对舵翼的水动力性能的影响，为舵体构型设计（制流板设计）提供依据。　　建立波浪力数值仿真模型，研究潜艇近水面航行时首舵波浪力时历特性、波浪力频率响应特性及波浪载荷分布特性。　　根据势流理论预报潜艇及其首舵位置在规则波中的运动响应，建立砰击载荷数值仿真模型，得到首舵砰击载荷时历特性、砰击载荷频率响应特性，进一步研究了首舵入水砰击过程中流场特性以及入水速度、波面、流速对舵翼砰击载荷的影响。　　试图提出有效、可行的首舵波浪力和砰击力理论预报方法，通过将海浪谱与波浪力频率响应函数或砰击力频率响应函数叠加，得到波浪力（载荷）能谱或砰击力（载荷）能谱，根据统计原理及谱分析方法，预报在真实海洋环境中实际潜艇舵翼结构上可能遭遇到的波浪力（载荷）或砰击力（载荷），为舵翼结构的设计提供依据。
作者：	陈文博
专业：	力学
导师：	丁勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文