對轉(zhuǎn)螺旋槳推進魚雷的流體動力特性數(shù)值計算研究.pdf

1、本文針對對轉(zhuǎn)螺旋槳推進魚雷，在無動力帶鰭舵全雷和帶對轉(zhuǎn)槳動力全雷兩種狀態(tài)下，采用計算流體力學(xué)數(shù)值模擬技術(shù)(CFD)，利用Fluent商用軟件，建立無動力和帶動力雷體流體動力特性研究的數(shù)值計算方法；并對該魚雷的流體力學(xué)特性進行較系統(tǒng)研究，為該魚雷的研制提供參考。 論文的主要工作包括： 1)魚雷流體力學(xué)特性數(shù)值模擬技術(shù)的現(xiàn)狀根據(jù)國內(nèi)外研究資料，綜述了水下航行器流體力學(xué)特性數(shù)值模擬技術(shù)的特點和發(fā)展概況。分析了CFD技術(shù)在水下航

2、行器流體力學(xué)特性研究方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括具體方法和關(guān)鍵技術(shù)。 2)數(shù)值計算方法針對無動力雷體和帶動力雷體繞流流場的特點，選擇不可壓縮雷諾平均的RANS方程為控制方程，采用有限體積法對方程進行空間離散，然后，用SIMPLE方法進行迭代求解。計算中，無動力雷體流場計算采用SSTκ-ω湍流模型，帶動力雷體流場計算采用S-A湍流模型。應(yīng)用Gridgen軟件生成網(wǎng)格，解算器選用Fluent軟件，同時，利用Fluent的后處理器和專用的Te

3、cplot工具進行計算結(jié)果處理。 3)數(shù)值計算方法驗證選擇該型魚雷典型狀態(tài)，采用本文計算方法，計算無側(cè)滑狀態(tài)的流場與力學(xué)特性，與試驗數(shù)據(jù)進行對比，對計算方法進行驗證。驗證表明，計算結(jié)果可信，所采用方法合理、可行。 4)魚雷無動力狀態(tài)流體動力特性研究對無動力狀態(tài)，計算了單獨雷體、鰭和舵部件影響、全雷的流場和流體動力特性。分析了雷體平直段與收縮段過渡區(qū)域出現(xiàn)的流動加速的物理成因，研究了鰭舵對雷體流體動力特性的影響。

4、5)魚雷帶舵面狀態(tài)流體動力特性研究用數(shù)值計算方法研究了方向舵、升降舵和差動舵舵面偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的流場和流體動力特性，分析了舵偏對全雷流體動力特性的影響，給出了舵面偏轉(zhuǎn)特性。與試驗結(jié)果比較表明，計算結(jié)果合理。 6)魚雷帶動力狀態(tài)流體動力特性研究在帶動力情況下，研究帶對轉(zhuǎn)槳魚雷的流場模擬，建立了流場模擬方法，計算了軸對稱雷體——對轉(zhuǎn)螺旋槳組合體情況下的流場和流體動力特性，研究對轉(zhuǎn)槳對雷體流場的影響以及全雷的流場和流體動力特性。 7