水雷冲击掩埋的一维-三维模型预测

当圆柱体或非圆柱体海军水雷通过空气、水和沉积物下落时,水雷冲击掩埋状态预测模型建立了一段时间历程.模型的输出是预测水雷在空气和水柱中的运动轨迹、在沉积物中的掩埋深度和方向,以及雷体在掩埋物中凸出部分的高度、面积和体积.模型的输入包括环境、水雷特征和初始释放状态等参数.综述近30年来水雷冲击掩埋预测模型从一维到三维的发展情况:(1)一维模型预测了在水雷降落角度恒定时的水雷质心的垂向位置;(2)二维模型预测了水雷质心在(x,z)二维平面中的位置以及绕y轴的旋转情况;(3)三维模型预测了水雷质心在(x,y,z)三维空间里的位置以及绕x,y和z轴的旋转情况.这些模型均通过从水雷冲击掩埋试验中获得的实验数据进行了验证.一维模型只求解了在沿z轴方向运动的一个动量方程,它不能很好地预测水雷的运动轨迹和掩埋深度.二维模型仅限于水雷在(x,z)平面中的运动状态预测,而且要求雷体周围的流体是静止的,另外,使用了不准确的阻尼系数和不精确的沉积物动力学.因此,二维模型在水雷的运动轨迹和埋藏深度的预测上误差很大(比在Monterey湾砂底观察的深度大6～10倍).三维模型能很好地预测圆柱体、近圆柱体以及实验用的Manta和Rockan等水雷的运动轨迹和掩埋深度.