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原文传递水下结构物出舱性能分析

论文题名：	水下结构物出舱性能分析
关键词：	潜艇;集体逃生舱;出舱性能;水动力特性
摘要：	潜艇在现代海军当中扮演了极为重要的角色，但也曾发生过许多重大事故。在现有的各类发展成熟的潜艇逃生救援方式当中，集体逃生方法具备响应迅速、安全可靠、脱险效率高等优势。我国对于集体逃生舱的研究方向大多都集中在结构设计、总体布置、上浮过程安全性等方面，对于出舱全过程性能研究较少。鉴于此，本文对水下结构物的出舱性能展开了研究，考虑到出舱过程的复杂性，将其划分为三个阶段：释放阶段、上浮阶段以及漂浮阶段。　　水下结构物脱离外部围壳的释放阶段是出舱过程的基础，释放成功率与释放所需时长为结构物释放性能判断标准。分析释放阶段受力情况与运动方程，发现运动参数求解的关键在于水下结构物受到的的水动力以及与围壳的相互作用力的求解，因此本文提出了一种释放计算方法，可求得结构物释放运动参数。计算不同倾角、迎流角以及重心高度的结构物模释放运动参数，发现倾角与迎流角的变化对释放性能影响较大，重心高度的变化在一定范围内影响较小。　　水下结构物的上浮性能主要涉及上浮稳定性和出水安全性。随着结构物逐渐上浮，其受到的阻力与升力会达到平衡，结构物将以稳定速度匀速上浮。通过对结构物水下稳性的分析，发现重心低于浮心时结构物才具备水下稳性。在出水安全性方面，简化上浮运动，只考虑在静水中OZ轴方向的运动，通过CFD计算得到不同长宽比的结构物模型上浮稳定速度，发现越细长的结构物稳定速度越大，出水安全性越低。　　结构物在漂浮阶段的耐波性关系到艇员的安全性与舒适性，因此需要考虑结构物的水面耐波性。通过Workbench AQWA计算结构物的频域响应以及三至五级海况下的时域响应结果，发现重心高度对于结构物的横倾纵倾影响较大。　　本文提出的水下结构物出舱性能计算方案对于相关研究具有一定的借鉴意义，并提出了一些水下结构物关于重心高度以及长宽比方面的设计参考意见，指出倾角以及洋流方向对其出舱性能的影响，对水下结构物的实际应用有一定帮助。
作者：	邹姝妍
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	孙江龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2021