何广华， 刘双， 王威， 潘雁甲

(1.哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.山东船舶技术研究院，山东 威海 264209；3.哈尔滨工业大学(威海) 船舶与海洋工程学院，山东 威海 264209)

潜体在密度分层流中航行时，其水动力特性较为复杂。众所周知，潜体在单一均匀流体中航行时，会在自由液面处兴起波浪，形成凯尔文波系；实际海水中由于温、盐差的存在会出现分层现象，潜体航行于多层流之间时，由于体积效应及湍流尾迹效应会在密度分层处产生内波[1]，其周期较长，振幅较大，会对潜体的航行性能产生较大影响[2]。故研究潜体在密度分层流这一特殊海况下航行时的受力特性具有十分重要的意义。

文献[3-6]对于运动物体在分层流体中激发内波的现象进行了研究。Gou等[7]采用时域高阶边界元法研究了两层流体中的波衍射问题。Song等[8]对内孤立波与海洋结构物的相互作用进行了数值模拟。Lin等[9]、Bonneton等[10]对密度分层流进行了试验研究。针对物体在密度分层流体中的受力情况，Motygin等[11]基于势流理论推导了二维物体分别在上、下层流体中运动所产生的兴波阻力公式。Miloh等[12]采用格林函数法得到了半潜扁球体在2层流体中阻力及自由表面扰动的解。Grue[13]对“弗雷姆”号的航行过程进行研究，发现的受力变化规律与Ekman[14]一致。勾莹等[15]采用模型实验的方法研究了箱型结构在2层流中拖动时的阻力特性，并与单层流中拖航阻力实验结果进行了对比研究。

综上可知，针对潜体在分层流体中的研究主要以运动激发内波的研究居多，而对由于内波存在引起的潜体受力变化研究并不多见。……