舰船主尺度参数对舰船气泡尾流几何特性的影响.pdf

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1、第34卷第1期舰船科学技术V01．34，No．12012年1月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJan．，2012舰船主尺度参数对舰船气泡尾流几何特性的影响顾建农1，田雪冰2，张志宏1，王冲1(1．海军工程大学理学院，湖北武汉430033；2．海军91439部队，辽宁大连116041)摘要：为了解舰船主尺度参数对尾流中气泡分布的影响，为依据尾流特征识别舰船，激光、声探测舰船尾流以及鱼雷的尾流自导提供依据，采用热分层环境下舰船远场尾流中气泡数密度分布计算的数学模型。首先数值计算驱逐舰尾流中气泡数密度的衰减规律，并与实测结果

2、进行比较，二者定性符合得较好。然后利用该模型数值计算3种典型舰船的气泡尾流几何分布特性，分析船长L、船宽B、吃水r、长宽比L／B1)2及长度吃水比L／T等舰船主尺度参数对气泡尾流长度、宽度、深度及横截面分布的影响规律。关键词：气泡；尾流；几何特性；舰船中图分类号：0353．4文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)01—0006—05doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．01．002Theeffectoftheshipmainscaleparameteruponshipbubblewakeg

3、eometrycharactersGUJian．non91，TIANXue—bin92，ZHANGZhi—hon91，WANGChon91(1．CollegeofScience，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China；2．Unit91439ofPLA，Dalian116041，China)Abstract：Themathematicsmodelwhichcancalculatebubblenumberdensitydistributioninship’sfarfieldwakesi

4、nthethermalstratifiedoceanenvironmentareusedforunderstandingtheeffectoftheshipmainscaleparameteruponshipbubblewakegeometrycharactersandprovidingthebasisofidentifyingshipanddetectingshipwakesbylaser，soundandwakehomingtorpedo．Firstofall，theattenuationlawofbubblenumberdens

5、ityindestroyer'swakesarecalculatedusingthemodel．Thecalculationresultsarecomparedwiththemeasuringresultsofshipwakes，theyagreewellwitheachotherqualitatively．Then，thebubblewakegeometrydistributioncharactersofthreetypicalshipsarecalculatedbythenumericalsimulationmethod．Itan

6、alyzestheeffectlawofshiptypeparameters：shiplength(L)，shipwidth(B)，seagauge(T)，L／BandL／Tuponbubblewakelength，width，depth，andCroSSsectionbubbledistribution．Keywords：bubble；wakes；geometrycharacters；ship0引言舰船气泡尾流是指舰船航行过后在其尾部形成的含有大量气泡的尾迹，它具有存活时间长及目标特征明显等特点，这为利用气泡尾流来探测、跟踪和攻击舰

7、船提供了很好的条件，因此开展舰船气泡尾流的研究具有重要的军事意义。目前，国内外对气泡尾流及其运动规律的研究主要有实验、理论分析和数值计算3种方法。对尾流气泡理论的研究最早开始于1973年，Garrettson¨1使用波尔兹曼输运方程研究了气泡的动力学问题；Ryskin¨1用数值模拟方法研究了在尺e(雷诺数)、We(韦伯数)较大时气泡发生非球形形变后的阻力系数及稳定上升运动和气泡的半径变化；Chakraborty¨。用数值计算方法得出了气泡半径变化对上升运动的耦合影响；Carrica等H1利用两相流模型计算了舰船对海洋背景气泡场的影响，

8、解释了尾收稿日期：2010一Il-02；修回日期：201l-08-01基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(2003ABA051)；海军工程大学自然科学研究基金资助项目(2∞80605∞0007)作者简介：顾建农(196