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航行体出筒以及水下运动的水动力研究
| 论文题名： | 航行体出筒以及水下运动的水动力研究 |
| 关键词： | 航行体出筒;水下运动;流固耦合;数值模拟 |
| 摘要： | 出筒及水下运动过程是航行体水下发射环节的重要组成部分,其水动力和水下运动轨迹影响航行体的出水初始运动姿态,是关系到水下发射最终是否成功的关键,研究航行体出筒及水下运动过程水动力及水下运动轨迹的影响因素,有助于加深对水下发射过程理解和把握,从而提高水下发射的成功率。从学科上看,航行体的出筒以及水下运动涉及到流体力学、飞行力学等学科,属于多学科交叉研究课题;从研究内容上来说,它又涉及到非定常运动、多相流、湍流以及流固耦合等复杂问题。 首先,本文采用动网格、UDF等先进CFD技术并结合流体计算软件FLUENT作为数值研究手段,对某航行体缩比模型水下运动过程进行了数值模拟,通过分析对比发现,模拟结果与实验数据吻合较好,从而验证了数值手段的准确性,表明本文数值方法具有较高的可信度。 其次,应用上述数值方法对不同尾部结构以及是否采用补气结构的航行体进行了出筒过程及水下运动的数值仿真,获得了此过程中航行体的运动特性以及水动力特性,研究发现有尾罩有气封环的尾部结构使得航行体在出水初期拥有较大的头部偏转角度,同时,采用补气使得航行体表面形成较为均匀的气膜结构,能够显著减小航行体运动时的表面阻力,并且对于减小出水时航行体附近燃气泡溃灭所带来的冲击载荷也有一定的作用。 最后,本文针对航行体在不同初始发射条件下航行体的出筒及水下运动过程进行了仿真研究,结果表明对于出筒后拥有不同初始运动条件的航行体,其水动力及水下运动轨迹变化规律更加依赖于出筒后航行体的初始偏转角度。同时,相对于小发射深度,大水深发射会增加水流对有初始偏转姿态航行体冲击载荷,增大航行体的出水偏转角度。 |
| 作者： | 崔可 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 陈浮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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