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高压气体吹除数理模型及CFD仿真分析
| 论文题名： | 高压气体吹除数理模型及CFD仿真分析 |
| 关键词： | 水下潜艇;高压气体吹除;压载水舱;数理模型;数值仿真 |
| 摘要： | 高压气体吹除系统是潜艇上重要的安全保障装置，在舱室进水挽回及应急上浮时等状况下发挥重要作用，对潜艇的生命力具有十分重要的意义。鉴于高压气体吹除试验耗资大、实施周期长，采用CFD数值仿真和数理模型计算可以有效减少研究成本，其中数理模型更是可以在很短时间内对高压气体吹除系统进行初步设计分析。本文对高压气体吹除问题进行了数理模型计算及CFD数值仿真分析，分析了影响高压气体吹除过程的变化规律，以及影响该过程的各种因素。 本文首先使用等熵假设及拉法尔喷管简化对高压气体吹除过程进行简化，建立理想化的高压气体吹除数理模型，并得到相应的微分方程组，使用四阶龙格-库塔方法进行求解。然后采用VOF自由液面追踪方法对高压气体吹除过程的两相流现象进行CFD数值仿真，得到了吹除过程中多个参数随时间变化的规律，并与数理模型计算结果进行对比分析。结果表明，该数理模型可用于吹除过程的计算，对吹除系统的设计具有指导性意义。最后本文使用数理模型分析了喷管喉部直径、流水孔质量流量、流水孔面积、不同气瓶体积等多种因素对高压气体吹除过程的影响。 |
| 作者： | 王晓峰 |
| 专业： | 设计制造船舶与海洋结构物 |
| 导师： | 张志国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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