基于STAR-CCM+的全附体潜艇尾流场数值分析

为充分了解潜艇周围的粘性流场特征,基于STAR-CCM+仿真软件对SUBOFF全附体模型的尾流场进行了数值模拟。通过将数值模拟结果与试验结果进行比较,系统分析了棱柱层网格的划分与湍流模型的选取对计算结果的影响。结果表明:SSTk-ω模型较适合应用在潜艇模型尾流场计算中,并且棱柱层的总厚度不能小于15mm,第一层计算网格节点到表面的无因次距离y+应在25到170之间。在此基础上,应用滑移网格技术对潜艇尾流场进行数值模拟,通过加密网格和减小时间步长使得轴向伴流分数与整体定常计算值吻合较好。     

反潜战仿真系统目标仿真建模与设计

反潜战仿真系统是反潜武器装备研制、反潜作战能力评估、反潜战术战法研究的有效手段，因此能否提供高逼真度的目标潜艇仿真将直接影响到反潜作战仿真系统的整体性能。从未来潜艇作战环境出发，分析了潜艇仿真的功能组成，建立了仿真模型体系，提出了基于模型库的潜艇仿真设计方案和实现方法，为反潜战仿真系统的建立提供了有力的支撑。     

基于组件技术的分布式潜艇作战仿真系统

提出采用JavaEE/EJB组件技术开发分布式潜艇作战仿真系统,根据潜艇作战机理,建立了分布式潜艇作战仿真模型体系结构,设计了分布式潜艇作战仿真系统的软件架构,分析了系统开发过程中采用的技术协议,并研究了基于组件技术的分布式潜艇作战仿真系统实现方法。     

舰潜对抗仿真中潜艇CGF建模

准确有效地对潜艇CGF进行建模是保证舰潜对抗仿真中潜艇兵力物理真实性和行为智能性的基础。在潜艇CGF模型通用框架基础上,对潜艇CGF物理建模和行为建模进行了分析和研究,提出在基于Petri网的潜艇CGF行为模型中引入战术规则前置谓词公式的行为建模方法,提高了准确描述符合战场行为规律的潜艇CGF的能力。在STAGE仿真环境上的验证结果表明:该方法合理、有效。     

直升机吊放声纳应召搜潜模型

反潜作战已成为现代海战中的重要作战样式之一。针对直升机吊放声纳应召搜潜中潜艇初始位置散布以及潜艇的航速估计问题,介绍了吊放声纳的典型搜潜方法,建立了潜艇的初始位置散布模型。然后,应用概率论知识建立模型,对潜艇最大航速进行了估计。经过论证得出结论,将两倍的经济航速确定为潜艇最大航速是合理的,此时,潜艇的航速服从瑞利分布。最后,运用所建模型对潜艇的航速以及吊放声纳的发现概率进行了仿真计算,仿真计算结果与解析计算结果基本相符。     

基于等效电路和点电流源的潜艇水下腐蚀电场估算

为了对潜艇涂层破损状态的水下腐蚀电场进行快速评估,基于电化学腐蚀原理和潜艇结构特点,建立潜艇涂层局部破损时的腐蚀电流等效电路,对潜艇涂层局部破损时的腐蚀电流强度进行估算,并基于点电流源对潜艇腐蚀电场建模,将潜艇涂层破损部位和裸露螺旋桨等效为点电流源,利用点电流源在分层介质中的电场计算公式对潜艇涂层破损时的腐蚀稳恒电场进行估算。与某型潜艇腐蚀电场商业有限元软件COMSOL仿真结果对比表明：该估算方法得到的潜艇表面腐蚀电流和不同路径电场分布曲线规律与COMSOL仿真结果基本一致,电流估算值相对误差不超过6.5%,电场各分量峰峰值相对误差不超过18%。     

燃料电池推进系统仿真及分析

建立了潜艇燃料电池推进系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK平台建立了燃料电池及推进系统的仿真模型;通过仿真分析,研究了潜艇燃料电池与推进系统之间关系。结果表明,仿真模型具有良好的匹配性,该研究方法可以应用于潜艇燃料电池及推进系统特性仿真、优化设计和控制系统的研究。     

网格参数与离散格式对潜艇阻力预报精度的影响

借助于计算流体力学软件,生成了2组不同网格数量和壁面Y+值的网格模型,并对潜艇周围流场进行了数值模拟,得到了不同航速下的潜艇阻力,然后结合试验数据进行了对比分析。研究发现:一阶精度离散格式的阻力计算结果误差过大不可信,而对于不同的离散格式,网格的细化都能提高计算精度;当网格模型壁面Y+值控制在200以内且采用二阶精度离散格式计算时,较稀的网格模型也能得到误差小于3%的计算结果。     

潜艇应用自航式声诱饵防御声自导鱼雷仿真研究

针对潜艇如何使用自航式声诱饵防御声自导鱼雷,在建立数学模型基础上,采用计算机仿真方法,完成潜艇使用诱饵防御声自导鱼雷的全过程推演和统计计算。通过研究诱饵参数对潜艇防御的影响,对潜艇使用声诱饵防御声自导鱼雷的战斗使用具有一定指导意义。     

潜艇垂直面波浪力计算与运动仿真

为对潜艇在垂直面波浪力作用下的运动规律进行研究,基于PM谱长峰不规则波,采用Hirom近似公式计算垂直面波浪力。以某典型潜艇为对象,基于潜艇操纵运动线性模型,叠加波浪力,进行了潜艇近水面潜浮运动仿真。分析了不同浪向、波高、初始潜深、航速条件对潜艇潜浮运动响应的影响。进行了波浪干扰下潜艇操舵运动响应仿真,分析了波浪对操舵运动响应的影响。仿真结果能够较为真实地反应潜艇在垂直面波浪力干扰下的运动情况。计算模型与仿真程序系统满足检验的需求。     

基于方位量测的舰艇对潜定位技术研究

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载线列阵声纳测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析,在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出仿真结果并进行了分析,该结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值。     

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.     

潜艇指挥台位置对水动力的影响研究

对6条指挥台处于不同相对位置的潜艇若干水动力特性分别进行建模计算,经分析、比较,得到一种水动力性能优良、尾部流场较均匀的方案,为探讨指挥台的最佳水动力位置奠定了基础.     

水面舰艇编队反潜武器系统架构与关键技术?

针对网络中心战条件下的水面舰艇编队反潜武器系统，介绍了国内外编队防空的发展阶段和研究现状，对编队反潜武器系统的架构进行初步探究，分析了编队反潜武器系统的6个主要功能，提炼出以下3个关键技术：编队水下数据融合技术、目标运动参数精确解算技术和编队反潜火力通道组织技术。研究结果为行业相关技术人员提供参考。     

基于Petri网的潜艇CGF鱼雷攻击行为建模

为了实现潜艇对舰鱼雷攻击过程的计算机仿真,基于Petri网理论研究了潜艇鱼雷攻击过程的行为建模问题.在对潜艇鱼雷攻击过程的准离散化分析与构建了鱼雷攻击过程Petri网结构的基础上,将Petri网的变迁和潜艇鱼雷攻击过程的战术规则相关联,并提出了解决变迁冲突的方法,建立了基于Petri网行为模型.这种运用Petri网特有的可视化和以动态方式描述了潜艇鱼雷攻击过程的方法,有着坚实的数学基础,为进一步研究潜艇CGF鱼雷攻击自治行为规划打下了理论基础.     

潜艇信息系统信息安全与纵深防护策略研究

随着网络中心战的发展，信息安全问题在现代潜艇系统中的重要性日益凸显。首先分析潜艇信息安全问题的背景、总结其研究现状，然后研究了潜艇信息安全需求及属性定义，探讨了潜艇信息系统信息安全防护整体框架，在此基础上提出了一种综合静态安全防护和动态运行安全防护的潜艇信息系统信息安全纵深防护体系结构。以期为解决潜艇系统设计中的安全缺陷、建立潜艇信息安全防护体系，辅助系统维护、保障系统安全提供基础。     

拖曳系统的水翼控制运动模型及仿真

针对水下拖曳系统深度难以实现精确控制的问题,提出并建立了基于水翼控制的水下拖曳系统运动模型,其中拖缆和拖体的动力学模型分别采用了有限差分法和水下运载器的六自由度运动方程。在此基础上,使用数值计算方法,实现了水下拖曳系统三维的运动响应分析,并运用PID方法控制水翼攻角,达到了对拖体目标深度的控制。仿真结果验证了这一运动模型的正确性,为进一步实现水下拖曳系统在各种复杂的海洋环境和船舶机动影响下的定深控制研究奠定了理论基础。     

基于方位量测的舰艇对潜定位技术研究*

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载线列阵声纳测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析,在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出仿真结果并进行了分析,该结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值.     

Modeling and simulation of muzzle flow field of railgun with metal vapor and arc

During the electromagnetic railgun launching process, there will be a complex flow field with high temperature in the muzzle area because of the high-speed friction, transition and secondary arc-ignition. This paper models the muzzle area of railgun when the projectile is far away from the muzzle, and the dynamic simulation of the flow field with secondary arc in the muzzle area is carried out based on the magneto hydrodynamic equations. Meanwhile, a multi-component plasma transport model is used to analyze the muzzle arc plasma flow process of the mixed gas of Al vapor and the air. Furthermore, the pressure boundary conditions are fitted by the dynamic mesh simulation results. The current and voltage of the muzzle are obtained through the emission experiment of the railgun experimental prototype. We load the current data into the simulation model and the voltage of experiments and simulations are compared, which proves the accuracy of the simulation. Then the plasma temperature and the composition of Al vapor in the muzzle flow process are analyzed in-depth.