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潜艇在有外部搭载情况下操纵性水动力导数的数值计算方法研究
| 论文题名： | 潜艇在有外部搭载情况下操纵性水动力导数的数值计算方法研究 |
| 关键词： | 水动力导数;动网格;PMM数值实验;椭球体;潜艇搭载 |
| 摘要： | 操纵性是现代潜艇最重要的总体性能之一。研究潜艇的操纵性，需要对潜艇的操纵运动进行预报，因此求得所有的水动力导数值成为操纵性理论分析的前提。 利用CFD技术和动网格技术可以数值模拟小振幅平面运动机构试验进而求解潜艇的水动力导数。流场的求解基于RANS方程和RNG k-ε湍流模型，动网格的处理采用Hrvoie Jasak和Zeljko Tukovic的基于顶点的多面体网格运动求解器，压力和速度的耦合采用PISO方法解耦。流场的控制方程采用有限体积法离散且分离式求解，瞬态项可采用Euler和backward格式，对流项采用Gamma格式，扩散项采用中心差分格式；网格运动的控制方程采用有限元方法离散，网格的分裂采用体和面同时分裂法。 为了验证方法的可行性和可靠性，计算了椭球体和SUBOFF-1的水动力导数，并将部分计算结果与理论值或面元法计算结果相比较，两者符合良好。SUBOFF-1模型的前后差异很大，网格运动过程中监视了网格质量的变化，发现质量呈现周期性变化，但变化幅度很小，说明了基于顶点的多面体网格运动求解器可以保证网格在运动过程中的质量。最后应用该方法求解了搭载后潜艇的水动力导数，并将部分结果与面元法计算结果相比较。 |
| 作者： | 杨路春 |
| 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： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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