陈文义 ，张 瑞 ，刘 宁 ，张曼曼

（1.河北工业大学过程装备与控制工程系，天津 300130;2.国家海洋技术中心，天津 300112）

旋转对投弃式海洋剖面仪运动特性影响的数值研究

陈文义1，张 瑞1，刘 宁2，张曼曼1

（1.河北工业大学过程装备与控制工程系，天津 300130;2.国家海洋技术中心，天津 300112）

在旋转坐标系下，采用有限体积法结合两方程k-ε湍流模型，对投弃式海流剖面仪(eXpendable Current Profiler，XCP)探头三维流场进行数值模拟。研究旋转对XCP探头流动特性的影响，对比分析了无旋转与旋转下探头周围流场分布，数值计算得到了不同转速下阻力系数和极限速度。研究表明，旋转会使探头整个流场增加周向速度分量，减小探头的下落速度；随着转速增大，探头的阻力系数随之增加，水下稳定运动时的极限速度减小。低转速下探头下落速度减小并不明显，15 r/s以上转速时探头下落速度下降的较为显著。研究结果与海上试验结果对比，极限速度基本吻合，验证了该数值模拟方法的正确性，为选择合理的探头转速提供参考。

XCP探头；阻力系数；极限速度；转速

XCP投弃式海洋探头是一种新型、可快速获得海洋环境剖面参数的一次性设备。探头在水中自由释放后旋转下沉，由探头上安装的传感器获得某一深度上海流和温度信息；海洋环境信息经处理器处理，通过信号传输线传送，并由水面接收机接收[1]。在此过程中，保障下落速度的是XCP探头头部的配重，保障探头旋转的是尾部旋翼。

XCP探头的旋转下落使探头内部电极上获得交流信号。……