李玉杰，刘文一

（中国人民解放军91550部队41分队，辽宁 大连 116023）

采用垂直方式在水下发射潜航器时，由于潜航器的运动方向与横向水流的运动方向存在夹角，使潜航器受到横向来流的作用。一方面横向流在潜航器的横截面上产生了剪力和弯矩，直接影响到潜航器的结构强度；另一方面横向流使潜航器的姿态发生变化。潜航器水下垂直发射过程中，其各个关键截面的载荷时刻发生变化，若某个截面的结构强度较弱，则潜航器结构有可能因结构被破坏而造成发射失败，因此有必要研究水下载荷对垂直发射潜航器结构强度的影响。

1 压力场计算

1.1 计算域

用截面法来计算，先在 Gambit软件中建立计算模型，Gambit是面向CFD分析的高质量前处理器，其主要功能包括几何建模和网格生成。计算域宽20 m，长100 m，如图1所示。

图1 计算域网格Fig.1 Computational domain grid

潜航器在水中垂直发射，可以看作是圆柱绕流问题。根据模型的特性，选择Fluent软件作为求解器。Fluent是基于非结构化网格的通用 CFD求解器，针对非结构性网格模型设计，是用有限元法求解不可压缩流及中度可压缩流流场问题的CFD软件。

将计算模型导入流体计算软件Fluent中计算，计算中应用了Karama漩涡模型，流动为定常流动。

1.2 边界条件

计算中圆柱截面的边界条件可根据潜航器在水中不同时刻受到水动力的大小来取值，计算中设定流动为定常流动，即：计算域中入口条件为VELOCITY_INLET，出口条件为OUTFLOW。计算中取水深3H，潜航器水平运动速度为6 km/h。

1.3 流体计算结果

计算得到了发射后3H深度时，潜航器周围流体的速度和压力分布，如图2所示。……