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载机舰在风、浪中的气流场数值模拟研究
| 论文题名： | 载机舰在风、浪中的气流场数值模拟研究 |
| 关键词： | 载机舰;流场数值;气流场;纵摇运动;数值模拟;空气速度;舰载机;甲板;粘性流体力学理论;舰船运动;安全起降;质量;网格划分;湍流模型;气液两相;起飞;联合作用;角度变化;横摇运动;横向风速 |
| 摘要： | 舰载机在载机舰上起飞降落时,需要舰船提供安全的气流场。因载机舰航行于海域中,在海浪的作用下要做摇摆运动,甚至是大幅摇摆运动,因此,真实的载机舰上气流场要受到风、浪、舰船运动的影响,只有对真实的流场气流场进行模拟,才能对气流场的分布、质量进行评估,进而指导船舶设计和舰载机指挥,为舰载机安全起降提供保障。 本文应用粘性流体力学理论,在气液两相交接的海表面数值模拟中选用VOF法,采用κ-ε湍流模型,分别探讨了载机舰-3°至3°横摇运动、-1.5°至1.5°纵摇运动及左20°右20°范围内斜风、斜浪作用下的气流场,以及迎风、迎浪作用下的气流场。针对上述情况分别探讨了网格划分及其质量,计算结果的收敛性等,模拟了载机舰的气流场的分布。探讨了舰船的摇摆运动、风、浪作用对气流场的影响。 研究表明,横摇角度变化对于载机舰甲板上方的气流场影响很小,纵摇运动会引起上翘甲板与船艉的气流场明显改变,纵摇角为负使尾部的空气速度变大,船体后面的兴波与甲板间会产生气流漩涡,不利于飞机的着舰;纵摇角为正使艏部的空气速度变大,并且,角度越大空气速度越大。斜风、斜浪对载机舰气流场的影响研究表明,舰船在左、右20°斜风、斜浪作用时,载机舰甲板上方横向风速已经超过了舰载机安全起飞的极限作业值,并且船艏来流一侧波浪较高,会在上翘甲板旁产生漩涡。载舰机在迎风、迎浪中的气流场数值模拟表明,采用入射边界法,进行在风、浪联合作用下气流场数值模拟是可行的。 本文工作为进一步从事更加深入的研究奠定了基础,为相关研究提供可供参考。 |
| 作者： | 王祎 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 李云波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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