DARPA2潜艇模型定常流动 黏性流场和水动力计算

为了进一步验证SA湍流模式模拟分离流动问题的能力,采用SA(C_υ=30)湍流模型,数值求解定常不可压缩的RANS方程,计算DARPA2潜艇模型定常流动黏性流场和水动力;速度-压力耦合采用SIMPLE方法处理,对流项采用二阶迎风格式,隐式迭代求解方程组。得到的数值计算结果与实验值符合较好。潜艇不同部分对水动力的贡献及受攻角的影响是不同的,升力系数随攻角的增加,艉附体的作用明显增强,而指挥台的作用不是很明显;指挥台和艉附体分别存在时,水动力系数随攻角变化的趋势与全附体时是一致的,曲线不存在奇异性变化。     

独特的“宋”级

“宋”级是我国自行设计、建造的最新一级常规动力潜艇,该级首艇指挥台围壳的外观十分独特,成为该艇最明显的识别特征。此外,该艇指挥台围壳上的附属物     

“33”型潜艇模型图纸

“33”型潜艇是原苏联50年代后期开始建造的一种采用常规动力的中型鱼雷政击潜艇。艇体呈流线型.艇的中部设有指挥台,上面布置着潜望镜.通气管和侦察仪、定向仪、雷达.发极天线等升降装置.艇首都,上面设通訉声纳导流罩,下面设有综合声纳导流罩,在中间装有六具533毫米鱼雷发射管。艇尾部设有稳定冀、垂直舵,同时装有两具发射管。     

基于STAR-CCM+的全附体潜艇水压场特性及附体影响性研究

潜艇航行引起的流场压强变化称为潜艇水压场,其特性常被应用于水雷,以实现目标探测,攻守兼备。考虑指挥台围壳、尾翼影响,以全附体艇体为研究对象,在验证性研究的基础上,基于粘流理论研究了潜艇水压场特性,揭示了附体对艇体表面、周围流场、水底流场的压强分布影响规律。结果表明：附体对艇体表面的压强分布影响显著,但影响范围局限于附体小区域,而对水底处的水压场影响仅在潜艇近底航行时才略显著,可见非近底航行工况下可忽略附体影响,实现潜艇水压场的快速预报;在研究近水面航行工况时,水面兴波对海底潜艇水压场的分布存在影响,具体影响潜艇水压场的峰值大小和位置等。     

美国海军“鲟鱼”级攻击型核潜艇

“鲟鱼”级(Sturgeon,SSN 637)攻击型核潜艇是“长尾鲨”级的改进型,既吸收了“长尾鲨”级核潜艇的优点,又克服了其不足和缺陷。水面标准排水量3860吨,水面正常排水量4140吨,水下排水量4630吨,主尺度为89×9.7×8.8米,水下最高航速26节。“鲟鱼”级核潜艇的外形为更加光顺的流线形,指挥台围壳比较靠近艇首,内部安装了声呐和被动式测距声呐的换能器。为了使该级核潜艇在北冰洋的冰冠下能够破冰上浮,除了对指挥台围壳的顶部进行了特别加固之外,在指挥台围壳内部还装设了可使围壳舵转动90°的机构以避免在破冰上浮时将围壳舵损伤。这些因素要     

现代潜艇的基本结构(一) ——艇体的基本结构

潜艇为什么既能在水面航行,又能下潜到水下的一定深度并且能在水下保持长时间的潜航状态呢?要想解开这个谜,就应从了解潜艇的结构形式和潜艇所具有的结构强度开始。现代潜艇的艇体基本上是由耐压结构和轻型结构两部分组成。耐压结构包括耐压艇体、耐压指挥台以及耐压液舱等,是保证潜艇在安全深度之内能够从事水下运行的基本结构。轻型结构包括潜艇的指挥台围壳、上层建筑以及一些液舱等。轻型结构又进一步分为非耐压     

三体船操纵性计算与特性分析

根据操纵性运动线性方程与一阶KT响应方程对某三体船型操纵性运动进行预报.方程中的船体加速度类水动力导数采用Hess-Smith法计算,船体速度类水动力导数采用细长体理论并结合经验公式和图谱进行计算,舵导数采用短翼理论并结合经验公式和图谱进行计算.最后,根据理论计算结果对侧体位于不同纵向位置的三体船和单体船的操纵性规律、特性以及特征参数进行了分析、对比.计算结果表明,该计算方法具有良好的应用前景.     

弗吉尼亚 融入“俄国血统”

日前,美国海军首次公开改进型“弗吉尼亚”级核潜艇设计细节,其中最引人注目的,便是酷似俄罗斯“阿尔法”、“阿库拉”风格的“先进指挥台围壳”(AS,Advanced Sail)。     

近观“汉”级

“汉”级是我国第一级核潜艇,首艇服役至今已近30年。从这张照片可以清晰地看到艇首和指挥台围壳处一些声呐罩的布置情况,围壳舵的横剖面形状也一目了     

鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响

为考察鳍对拖式吊舱推进器水动力性能的影响,用基于速度势的面元法建立了吊舱推进器水动力性能计算的数学模型,对附鳍的吊舱式推进器的定常及非定常水动力性能进行了预报.螺旋桨和吊舱及鳍之间的相互影响通过迭代计算来处理.采用计算较为简便的关于扰动速度势的基本积分微分方程,并采用双曲面形状的面元以消除面元间的缝隙.在桨叶随边满足压力Kutta条件,用Yanagizawa方法求得物体表面的速度分布.计算了无鳍、单鳍和双鳍拖式吊舱推进器的水动力性能,计算结果表明,鳍会产生推力,使得双鳍时整个推进器的水动力性能最好,单鳍次之,无鳍最低.     

潜艇鱼雷武器系统攻击海上目标的等概率阵位图

指出了目前装艇使用的潜艇火控系统中鱼雷等概率阵位图中的错误。对在各级海况下使用不同攻击方式时 ,潜艇在不同目标距离、舷角对目标进行攻击的捕获概率进行了计算 ,并利用多项式回归的方法得出了较为客观的等概率阵位图。由此澄清了等概率阵位图中的一些错误 ,为潜艇部队作战使用既提供了理论上的依据 ,又提供了一种直观简便的辅助决策手段。     

潜艇承载力分析和动力抗沉操纵方法研究

在分析潜艇受力的基础上,根据潜艇的操纵规则,给出承载力的计算方法,分析了影响潜艇承载力的因素,设计了一套用于指导潜艇动力抗沉操纵的承载力图谱.以某一假想潜艇为例,说明了承载力图谱的绘制和使用方法.     

AIP潜艇位置基准点问题研究

位置基准点问题是常规动力潜艇战术研究中的一个重要问题.由于具有两种不同的水下航行动力,AIP潜艇位置基准点问题与普通柴电潜艇的位置基准点问题具有很大的不同.给出了AIP潜艇的位置基准点问题的数学描述,在对问题进行分析的基础上,给出了AIP潜艇位置基准点问题的一个取值范围及相应的计算方法,所采用的理论和技术包括二人零和对策、最优控制以及动态规划.最后,通过计算实例对所给理论的正确性,算法的合理性及效率进行了验证.     

潜艇导弹武器系统攻击海上目标的等概率阵位图

从弹上系统及艇面火控系统精度入手,对各级海情下使用不同攻击方式时,潜艇在不同距离、不同舷角对中小目标导弹攻击的命中概率进行了计算,并绘制了等概率阵位图,从而解决了使用阵位图直接查找潜艇处于不同攻击方式、不同海情下,在不同距离、不同舷角时导弹的命中概率问题,为潜艇部队作战既提供了理论上的依据,又提供了一种直观简便的辅助决策手段。     

基于HLA的潜艇作战仿真训练系统

潜艇是一个技术密集、功能设备较多,操作战位分散、相互协同要求高的作战整体,其作战仿真训练系统对各仿真部位和控制部位的可重用性和互操作性要求很高,潜艇作为潜艇作战仿真训练系统的核心,其仿真水平的高低将直接影响整个系统的训练效能.为了提高潜艇作战仿真训练系统联邦的可重用性,增强各仿真部位和控制部位的互操作性,构造更为合理的体系结构,结合潜艇部队装备发展和作战训练实际,基于高层体系结构(HLA)机制,重点研究基于HLA的潜艇作战仿真训练系统联邦中潜艇联邦成员的实现问题.     

基于蒙特卡罗方法的水下目标搜索技术

水下运动目标搜索是工程应用中急需解决的一个实际问题,在已知某一目标的可疑初始位置后,目标的航向、航速将随机变化且未知,搜索器按照哪种搜索方式才能有效实现对水下目标的搜索,其搜索概率随哪些因素变化,都是需要深入研究的问题.在建立了水下目标运动模型的基础上,以螺旋形搜索为例,建立了基于螺旋形搜索的水下目标搜索模型,并利用门特卡罗方法仿真分析了搜索器探测间距、水下目标运动速度和航向变化范围等因素对搜索器搜索概率的影响,为系统分析、比较各种水下目标搜索方法的搜索效能奠定了基础.     

潜艇鱼雷攻击可攻区域

攻击水面舰艇是潜艇的主要作战任务之一.潜艇发现目标后,对目标进行可攻区域的分析判断是潜艇后续占位攻击行动的基础和前提.以潜艇鱼雷攻击为背景,通过对鱼雷有效射击区域和鱼雷攻击可攻性的分析研究,得出潜艇鱼雷攻击极限攻击角和与之相对应的可攻区域,为潜艇鱼雷攻击的占位机动和火控系统仿真建模提供了参考依据,完善了潜艇鱼雷攻击作战使用理论.     

基于微分对策的潜艇鱼雷攻击占位问题研究

针对潜艇鱼雷攻击占位问题,建立占位方案分析和优化的微分对策模型,采用影子目标法对问题进行简化。证明了在给定规避速度大小的条件下,潜艇最佳规避策略为直线运动。于是利用定性微分对策理论,给出潜艇可占领攻击阵位条件。以占位时间最短为优化目标,建立可占位情形下的占位方案优化模型,即可占位情形下的最短时间占位方案计算模型,给出最短时间占位方案解析计算公式。     

鱼雷攻击占位相关参数计算

讨论了鱼雷攻击占位机动过程中,最小占位速度和最短占位时间的计算问题,采用数值计算分析方法,得出了各种不同敌我初始态势和相对运动速度下对应最短占位时间的占位点的分布规律,推导出最小占位速度和最短占位时间的计算公式。     

舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜策略建模

为提高舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索作战效能,对舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索策略问题进行了建模。根据潜艇目标位置信息的不确定性,研究了潜艇目标位置信息的概率分布函数,采用Markov状态转移概率矩阵描述了潜艇目标位置信息变化的方法。其次,给出了基于贝叶斯理论的潜艇目标信息概率分布函数更新公式。再次,推导了舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜最优策略,给出了舰载直升机吊放声纳区域反潜搜索算法。最后给出了典型案例,验证了反潜搜索策略的有效性。研究成果可为舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜提供决策依据。