王丽丽，全士能，蔡宇峰，桑腾蛟，李新颖

（1.中国特种飞行器研究所，湖北荆门 448035；2.高速水动力航空科学技术重点实验室，湖北荆门 448035）

潜艇在水下航行时的阻力，对潜艇的快速性和续航力有着重要影响，是评价潜艇综合航行性能的一项重要技术指标［1-4］。潜艇周围的流场对潜艇的水动力性能产生直接的影响［5-6］。在潜艇概念设计阶段，利用数值计算方法精确预报潜艇流场特性，为水动性能的最佳潜艇设计方案提供评价依据［7-8］。

潜艇自航时，围壳舵以及艉舵不同的角度对流场会产生不同的影响。基于潜艇艉舵的多个角度变化，研究不同角度的水动性能［9-10］。本研究基于X型艉舵变化工况多的情况，研究了艉舵角度连续变化的流场计算方法。

1 网格生成

1.1 研究对象

本研究对象是带有十字形艉舵的潜水艇，如图1所示。艉舵中的1舵与4舵沿着各自的转轴转动，艉舵在旋转过程中，舵的后缘向上为正。计算工况如表1所示，1舵与4舵同时联动，总共有36个工况。基于艉舵的多角度变换，本文利用STAR-CCM+软件，实现对9个角度流场的连续模拟。

图1 研究对象Fig.1 Research object

表1 计算工况Tab.1 Calculation condition

在CATIA中，1舵、4舵与潜艇不动体（简称潜艇母体）之间需要有一定的距离，本次模型保留的是5 mm，如图2所示。

图2 舵与潜艇母体示意图Fig.2 Rudder and submarine matrix

将1舵与4舵沿着各自的转轴转到30°的位置。在CATIA中分别输出3个igs模型，分别为潜艇母体、转了30°的1舵、转了30°的4舵，模型分别命名为MuTi.igs、1duo.igs、4duo.igs。

将3个igs模型，分3次导入到STAR-CCM+软件中的part中。

1.2 创建虚拟水池

在STAR-CCM+软件中，创建3个域，分别为计算域、1舵的域、4舵的域，并命名为back、over-1-duo、over-4-duo。……