潜深对近水面潜体与自由液面耦合作用的影响
2022-08-29朱信尧朱仁庆王树齐
朱信尧,韩 月,朱仁庆,王树齐
(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,镇江 212100)
海洋中蕴含着丰富的资源,水下潜器及船舶是海洋开发的重要手段.微小型水下潜器绝大部分时间在深水中工作,但当其从水面搭载平台布放和回收、航行一段时间后上浮进行导航定位及传输数据时,潜体受到自由液面影响.小水线面双体船的水下潜体一般为回转体,而其离自由液面很近[1].当潜体在近水面附近运动时,潜体会与静水面之间有显著的相互作用,水面会发生明显的变形,不再为静水面,甚至可能会在水面上出现波浪破碎等现象,自由液面对潜体受力造成明显影响.
文献[2-6]利用STAR-CCM+对DARPPA SUBOFF AFF-1(裸艇体)模型轴线距自由液面高度(潜深)h从1.1倍最大直径D到∞、无量纲速度Fn从0.205到0.512、侧滑角β从0到18.11°时的流场进行了模拟,分析了自由液面及粘性对潜体受力、操纵性的影响;文献[7]对SUBOFF有/无附体潜艇模型无量纲速度Fn从0.128~0.84、无量纲深度h/D为1.3、2.2、3.3、4.4时的流场进行了模拟并分析了附体对近自由液面潜体受力的影响;文献[8]研究了SUBOFF模型无量纲速度Fn从0.3~0.5、无量纲深度h/D为1.1、2.2、3.3、4.4时与自由液面的相互作用;文献[9-10]利用ANSYS CFX及STAR-CCM+对Afterbody-1模型潜深h/D从0.75到4.0、速度从0.4 m/s到1.4 m/s时的流场进行了模拟并分析了自由液面对潜体受力的影响;文献[11]利用CFD方法对回转体Afterbody-1模型的流场进行了模拟,研究了潜深、速度等对潜器近水面受力的影响;文献[12]利用CFD方法对一鱼雷状水下潜器在潜深h/D为1.5、2.5、3.5三种工况下的流场进行了模拟,研究了近水面航行器的水动力性能;……
