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。

全附体潜艇旋臂水池试验及单平面受力研究

为了研究水下航行器在定常回转中的水动力特性及受力运动规律,以潜艇标模SUBOFF AFF-8为研究对象,在浙江大学旋臂水池中进行潜艇操纵性回转试验.介绍潜艇旋臂水池试验的测试技术,包括模型安装、数据测量及六分力天平的标定与校核.获取水平面和垂直面的旋转导数,与泰勒水池的实验值形成对比.结果表明,浙江大学水池与泰勒水池相比,误差小于10%,证明浙江大学旋臂水池对潜艇操纵性试验的测量具有一定的可靠性.在水平面运动中,纵向力和横向力随漂角的变化曲线以0°漂角为分界点左右对称,横摇力矩和偏航力矩随漂角的增大而增大,垂向力和俯仰力矩随漂角的变化近似呈抛物线分布.垂直面运动时,上浮和下潜运动的力和力矩呈对称分布.角速度越大,纵向力越大,在较高的角速度下,不同攻角下的力差值较大.

基于静态重叠网格法的全附体潜艇的斜航仿真

潜艇在斜航状态下的水动力特性对于潜艇的水下作战性能有着重要的影响,为提高潜艇的作战性能,有必要对此进行分析。有鉴于此,结合SUBOFF潜艇模型的具体参数,基于静态重叠网格法,对全附体潜艇进行了斜航仿真,得到了斜航状态下的潜艇水动力特性,并将计算结果与实验进行了对比。对比结果显示,上述方法计算得到的位置导数与试验相比误差在允许范围之内,满足工程应用需求。得到了一些有价值的结论,对于指导真实潜艇水下斜航有一定的借鉴与参考价值。

全附体多桨船模自航点数值求解方法研究

针对带附体的四桨双舵船模,采用结构化网格离散全附体模型表面,基于RANS方程求解了船桨舵耦合的复杂粘性流场,数值模拟了主船体阻力试验、螺旋桨敞水试验、全附体模型阻力试验和自航试验,建立了螺旋桨转速自动调节的模型自航点求解方法。该方法的计算结果与试验结果进行了比较分析,结果表明:全附体模型阻力误差小于3.8%,自航点转速误差小于4.3%。

全附体潜艇三维粘性流场数值计算方法研究

采用不同的湍流模型和网格形式对SUBOFF全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将计算所得的艉部伴流场同有关文献的试验结果进行比较,并以伴流分数对周向角的曲线形式展现出来,分析了湍流模型、艇体周向网格节点间距和y+值对全附体潜艇三维粘性流场数值计算结果的影响.

全附体潜航器螺旋桨桨叶损伤故障辨识机理

全附体潜航器智能故障诊断需要以完善的故障数据集为基础,而有些工况下典型故障数据很难获得,可通过数值仿真得到。基于流体基本原理,求解三维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流封闭方程,获得均匀来流条件下桨叶损伤对全附体潜航器扰动流场与力矩波动的影响。结合场强分析归纳出桨叶损伤特征与其流场演化、流体动力学特征之间的耦合作用机理。结果表明:相对于黏性力压差力的影响起主导作用,压力矩的波动可以分为低频大幅度振荡和高频小幅度振荡,前者频率取决于尾涡脱体频率,后者频率则与螺旋桨转动频率一致;桨叶推力的偏心位置决定了压力矩系数平衡线相对零位置的偏移量,而俯仰和偏航力矩的相位差则反映了桨叶的对称性,相位差越小、桨叶的对称性越强;结合黏性力矩的变化,可以推测出桨叶损伤类型;所得研究成果可为下一阶段实现潜航器姿态的在线监控以及智能故障诊断奠定理论基础。

螺旋桨对船舶操纵运动水动力影响的数值研究

船-桨-舵相互作用是影响船舶操纵性能的重要因素之一。本文采用RANS方程求解方法并结合SST k-ω湍流模型,计及自由面兴波影响,螺旋桨用体积力法建模,数值模拟了带桨、舵的全附体集装箱船KCS船模的舵力试验、斜拖试验。为研究螺旋桨对操纵运动水动力的影响,分别对带螺旋桨和不带螺旋桨的船-舵系统进行计算,对比了船模水动力随漂角、舵角的变化情况。研究结果表明:带螺旋桨的船-舵系统的水动力和力矩对舵角的变化更加敏感;螺旋桨的运转主要增大了船艉部的横向力;在舵力试验和带舵角的斜拖试验中,螺旋桨对横向力、转艏力矩有显著的影响。

体外循环下切除延伸至肺动脉的子宫静脉平滑肌瘤1例

子宫静脉内平滑肌瘤病(intravenous leiomyomatosis of the uterus,IVL)是子宫平滑肌瘤的一种特殊类型,可以是子宫肌瘤向静脉管腔内生长或由血管壁本身的平滑肌组织侵入静脉血管腔内引起,其特征为静脉内良性平滑肌瘤组织生长形成瘤栓,可生长在小、中、大静脉内。Norris等 [1] 1975年对IVL的临床和病例特点进行了全面系统地分析。IVL延伸至右心系统并到达肺动脉的症状极为罕见,我院心血管外科 2018年 9月收治了1例腔静脉占位及右心肿瘤患者,在体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)下完成了左侧髂静脉、下腔静脉、右心房、右心室、肺动脉内瘤体摘除术,术后经病理证实为IVL,现报告如下。

基于CFD的潜艇模型自航仿真分析

潜艇自航试验是预报和评估潜艇快速性的关键技术。采用数值模拟方法系统地研究全附体潜艇+螺旋桨的三维粘性流场和水动力特性。在对全附体SUBOFF模型+螺旋桨水动力特性进行仿真分析前,分别将全附体SUBOFF模型的阻力和敞水桨水动力特性的数值预报结果与试验数据进行比较,结果吻合较好。通过对全附体SUBOFF模型+螺旋桨进行仿真分析和研究,实现了全附体潜艇+螺旋桨三维流场的数值计算。在给定航速下,螺旋桨推力与艇体阻力为螺旋桨转速的函数,通过改变螺旋桨转速得到潜艇在既定航速下的自航点,仿真分析结果清晰、形象地描述了带桨全附体艇的水动力性能。