基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究.pdf

《基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第5期舰船科学技术Vo1．37，No．52015年5月SHIPSCIENCEANDTECHN0L0GYMay，2015基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究戴天奇，姚世卫，魏志国(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430205)摘要：针对基于相对运动的“排水法”，无法全面、准确地反映潜艇热尾流浮升扩散规律，建立基于动网格技术的潜艇水下航行的二维计算模型，利用流体计算软件Fluent对潜艇排放过程中的流动一传热过程进行数值模拟。采用网格重构和网格光顺方法结合Profile运动边界驱动机制实现网格区域运动，确保模型符合实

2、际运动规律。研究动网格技术和“排水法”热尾流最大浮升高度沿流向分布情况，最大浮升高度和中心温度随时间的变化规律。研究结果表明：动网格技术对于潜艇航行过程中的热尾流浮升过程有较高的计算精度；模拟结果捕捉到了浮升过程中流动和传热的瞬时变化，揭示了热尾流浮升扩散的规律。研究结果进一步为潜艇红外特征研究提供了理论支持和方法思路。关键词：动网格；热尾流；浮升高度；数值模拟中图分类号：U664文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)05—0086—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．0

3、5．O18NumericalsimulationofthermalwakebuoyantlawbasedondynamicmeshingtechniqueDAITian-qi，YAOShi—wei，WEIZhi-guo(WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute．，Wuhan430205，China)Abstract：Forthereasonthatthemethodbasedontheprincipleofrelativemotionisunabletoreflectthebuoy

4、antlawofsubmarinethermalwakecomprehensive1yandaccurately，2DsubmarinevoyagesimulationmodelonthebasisofdynamicmeshesisdevelopedforfluidflowandheattransferofsubmarinethermaldischargebyusingFluent．SmoothingmethodsandremeshingmethodscombinedwithProfiledrivenmechanismis

5、appliedinmeshzonemovement．Thevaryingtendencyofthermalwakemaximumriseheightwith一axis，thevariationofthemaximumriseheightandcentraltemperaturewithtimeisanalyzed．Theresultshowsthatthemodelhassatisfactoryprecisiononthebuoyantprocess．Thetransientchangeoffluidflowandheat

6、transferareobtainedbythenumericalsimulationwhichrevealtherisinganddiffusionlawofthermalwake．Theresultscangivetheoreticalsuppo~andresearchmethodforthermalinfraredstealthstudy．Keywords：dynamicmesh；thermalwake；risingheight；numericalsimulation用下浮升至海面，这就是潜艇热尾流。热尾流的浮0引言

7、升扩散是形成潜艇红外特征场的根本原因。潜艇在水下低速航行过程中，将近90％的热能近年来随着计算流体力学(CFD)和计算机技会经由循环水系统和海水系统等通海热交换边界排术的飞速发展，越来越多的学者使用数值模拟方法放至海水环境中，并在尾部伴流和热对流的复合作来研究潜艇热尾流复杂的流动和传热过程。但目前收稿日期：2015—03—20基金项目：船舶预研支撑技术基金资助项目(13J1．4．2)作者简介：戴天奇(1990一)，男，硕士研究生，主要研究方向为二回路系统动力装置。第5期戴天奇，等：基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究．8

8、7．槐垦丝奶辛其：为止，这些研究都是采用“排水法”，即根据相对湍动能耗散率方程为：运动原理，将潜艇模型视为静止，而海水以与航速相同的速度向模型流动。此方法尽管能够降低计算啬cps+丢cp=毒【(+)+舞】+2难度，在低航速工况下得到较准确的计算结果，但DpClE一pC2——三—二。(7)是与潜艇航行的实