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潜艇主艇体模型水下水动力特性的数值分析
1
作者 王欢 方尔正 洪连进 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期292-300,共9页
本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试... 本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试验结果最接近;当速度分别为5.92、10.00、11.84、13.92、16.00和17.99 kn时,相对误差小于3%的壁厚取值范围分别为:0.000 2~0.000 8 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 03~0.000 05 m、0.000 02~0.000 1 m、0.000 04~0.000 2 m,棱柱层总厚度取值范围为0.013~0.12 m,也可直接用公式计算。基于模拟分析结果,给出了AFF-1在改进网格划分方法后较为理想的数值计算结果。最后选择AFF-2模型验证了本文计算方法的准确性。 展开更多
关键词 数值计算 水下 suboff主艇体模型 suboff全附体模型 湍流模型 棱柱层 第一层厚度 总厚度
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基于Logistic回归模型的潜艇隐蔽性预测研究
2
作者 吴穹 巩在武 +2 位作者 洪梅 韩佳 丁亚梅 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期103-111,共9页
隐蔽是潜艇作战的最大优势。对作战海域潜艇隐蔽性的仿真及预测是其航行的依据和准则。本文假设某海域不同位置各有一艘潜艇和主动声呐舰艇,二者先“十”字航线机动,再“Z”字航线机动。收集该海域大量海洋环境数据,采用Bellhop模型计... 隐蔽是潜艇作战的最大优势。对作战海域潜艇隐蔽性的仿真及预测是其航行的依据和准则。本文假设某海域不同位置各有一艘潜艇和主动声呐舰艇,二者先“十”字航线机动,再“Z”字航线机动。收集该海域大量海洋环境数据,采用Bellhop模型计算出舰艇主动声呐的信号余量,进而推算潜艇隐蔽等级作为参考值。引入有序多分类Logistic模型学习“十”字机动航线上的数据,再预测“Z”字机动航线上的潜艇隐蔽性等级。结果表明:Logistic模型计算速度较Bellhop模型快70多倍。在模型训练中,多个变量显著,模型能够很好的拟合训练数据。引入多分类评价指标,模型预测准确率达到0.801,精确率0.871,召回率0.788,F_(1)指标0.827。Logistic模型对潜艇隐蔽性预测快速可靠,可为作战中潜艇隐蔽性提供辅助作用。 展开更多
关键词 潜艇 隐蔽性 Bellhop模型 机器学习 快速预测
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扭曲舵潜艇的水动力性能及艉流场特性研究
3
作者 叶金铭 张迪 +1 位作者 郑子涵 杨万里 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期18-26,共9页
为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及艉流场特性的影响,本文采用SST k-ω湍流模型结合全域结构网格分别对带扭曲舵和常规舵的SUBOFF潜艇模型进行模拟计算,对比并分析常规舵潜艇和扭曲舵潜艇在自航状态下的推进性能、螺旋桨叶片压力分... 为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及艉流场特性的影响,本文采用SST k-ω湍流模型结合全域结构网格分别对带扭曲舵和常规舵的SUBOFF潜艇模型进行模拟计算,对比并分析常规舵潜艇和扭曲舵潜艇在自航状态下的推进性能、螺旋桨叶片压力分布和艉流场速度分布。结果表明:相对于常规舵潜艇,扭曲舵潜艇达到自航状态时螺旋桨所需的转速降低,桨叶吸力面压力最小值提高,艉流场中的周向速度显著降低,螺旋桨的推进效率提高了约7.67%,且扭曲舵并不会对潜艇阻力产生太大影响,为提高潜艇推进性能提供了新的途径。 展开更多
关键词 潜艇扭曲舵 suboff 自航 水动力性能 推进效率 艉流场特性 螺旋桨表面压力 周向速度
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尾翼迎流面积不变时Suboff尾部参数对桨盘面伴流品质的影响
4
作者 边超 夏林生 +3 位作者 赵普 丁家琦 王晓放 刘海涛 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期14-25,共12页
[目的]探究水下航行体桨盘面伴流场均匀性随尾翼位置和尾部去流角的变化规律,揭示航行体尾部结构对伴流场的影响机理。[方法]采用计算流体力学(CFD)方法对水下航行体进行数值模拟分析,并对伴流场不均匀度指标进行高斯过程建模分析,探究... [目的]探究水下航行体桨盘面伴流场均匀性随尾翼位置和尾部去流角的变化规律,揭示航行体尾部结构对伴流场的影响机理。[方法]采用计算流体力学(CFD)方法对水下航行体进行数值模拟分析,并对伴流场不均匀度指标进行高斯过程建模分析,探究设计范围内结构-流场的形性协同响应,分析Suboff尾部结构对伴流场不均匀度的敏感性,探寻伴流均匀的Suboff尾部结构。[结果]结果显示,在固定尾翼迎流面积保证航行体操作性能和航行效率的情况下,尾翼位置和尾部去流角会对桨盘面不均匀度产生较大影响;当去流角θ=10°时,尾翼后移会使桨盘面伴流目标函数(WOF)值从0.124 5降至0.091 4;当去流角θ=20°时,尾翼后移会使桨盘面WOF值从0.104 9先升至0.114 5随后降至0.106 8;当尾翼轴向位置h=3.810 0 m时,去流角增大会使桨盘面WOF值从0.124 5降至0.104 9;当尾翼轴向位置h=4.114 8 m时,去流角的增大会加剧桨盘面的不均匀性,WOF值从0.091 4升至0.106 8;利用高斯过程建模分析和敏感性分析,改善Suboff的尾部结构能有效降低桨盘面伴流场的不均匀度。[结论]研究表明,对于尾翼迎流面积不变的Suboff模型,大的尾翼轴向位置与小的尾部去流角配置可显著提升桨盘面伴流场的均匀性,能为水下航行体尾部结构设计提供指导依据。 展开更多
关键词 船模 suboff模型 桨盘面不均匀度 尾翼轴向位置 尾部去流角 高斯过程 参数敏感性分析
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Co-Kriging方法在潜艇变舵角水动力预测上的应用
5
作者 齐波 程细得 《船海工程》 北大核心 2025年第4期13-18,共6页
针对潜艇在大舵角工况下的水动力难以预测,以装配X型艉舵的Joubert BB2潜艇为研究对象,采用Co-Kriging模型融合高、低可信度样本数据,对BB2潜艇变单舵角耦合攻角工况下的水动力进行建模预测,高、低可信度的样本数据采用不同密度网格的CF... 针对潜艇在大舵角工况下的水动力难以预测,以装配X型艉舵的Joubert BB2潜艇为研究对象,采用Co-Kriging模型融合高、低可信度样本数据,对BB2潜艇变单舵角耦合攻角工况下的水动力进行建模预测,高、低可信度的样本数据采用不同密度网格的CFD数值计算结果区分,同时后续在大舵角区间上进行EI序贯加点以不断提高预测精度。在相同的计算资源下对比Kriging方法,并采用测试集对模型精度进行误差验证。结果显示,Co-Kriging模型对于潜艇变舵角工况下的水动力预测具有适用性,在大舵角区间内,EI加点策略能够在误差较大的变量边界处进行加点,提升了模型预测精度,同时相对于Kriging模型,Co-Kriging模型也存在精度和效率上的优势。 展开更多
关键词 潜艇 水动力 Co-Kriging模型 EI准则
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磁异探潜中潜艇的数学模型 被引量:32
6
作者 翁行泰 曹梅芬 +3 位作者 吴文福 鲁学文 熊锡林 顾建松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期27-32,共6页
本文从潜艇磁性构成的机理出发,按照磁异探潜时的实际测量距离,提出5个磁偶极子磁矩的潜艇数学模型,推导了实测这些磁矩时需用的计算公式.并用船模试验证实了该数学模型的正确性.
关键词 潜艇 磁异探潜 数学模型 磁性
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用雷诺应力模型预报不同雷诺数下的潜艇绕流 被引量:15
7
作者 张楠 沈泓萃 姚惠之 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第5期688-696,共9页
文章采用求解RANS方程的方法,结合五种湍流模型(k-ε、RNG k-ε、k-ω、SST k-ω、RSM),预报了SUB-OFF潜艇模型两种附体状态下(裸艇体+围壳、裸艇体+尾翼)的尾流场,也预报了SubB潜艇模型全附体状态下的尾流场,并与试验结果进行了对比分... 文章采用求解RANS方程的方法,结合五种湍流模型(k-ε、RNG k-ε、k-ω、SST k-ω、RSM),预报了SUB-OFF潜艇模型两种附体状态下(裸艇体+围壳、裸艇体+尾翼)的尾流场,也预报了SubB潜艇模型全附体状态下的尾流场,并与试验结果进行了对比分析,比较了五种湍流模型的计算精度,结果表明雷诺应力模型(RSM)预报的尾流场与试验最为接近。然后,利用CFD方法探讨了雷诺数对SUBOFF潜艇绕流影响的问题。计算了SUBOFF潜艇在不同雷诺数下的绕流,详细分析了尾流场轴向速度波动图、轴向速度等值线云图、边界层厚度和主附体接合部涡旋结构随雷诺数的变化。 展开更多
关键词 计算流体动力学 潜艇 流场 雷诺应力模型 雷诺数效应
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潜艇磁场外推的数学模型研究 被引量:22
8
作者 周耀忠 宋武昌 唐申生 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第4期31-35,共5页
应用磁体模拟理论,根据潜艇包络面上的磁场数据提出了潜艇磁场外推的数学模型,论述了该模型的数学原理、磁位函数计算方法及具体应用时有关参数的确定方法等,并对计算精度作了考核.结果表明:该模型精度较高,具有一定参考价值.
关键词 潜艇 磁场外推 数学模型 模拟体 计算公式 边界面 测量点坐标 误差分析
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运用代理模型方法预测潜艇结构模型的振动声辐射 被引量:10
9
作者 郭明慧 黎胜 《中国舰船研究》 2013年第6期69-74,共6页
基于Kriging模型和最优对称拉丁超立方体抽样方法,以简化的水下潜艇结构模型为例建立水下相对复杂结构振动声辐射计算的代理模型,可对水下潜艇结构模型进行共振频率和声功率级的预测。建立的代理模型可以在整个设计变量尺寸范围内对模... 基于Kriging模型和最优对称拉丁超立方体抽样方法,以简化的水下潜艇结构模型为例建立水下相对复杂结构振动声辐射计算的代理模型,可对水下潜艇结构模型进行共振频率和声功率级的预测。建立的代理模型可以在整个设计变量尺寸范围内对模型的振动声辐射进行实时预测。由计算结果得出,使用基于Kriging方法的代理模型能较准确地完成固有频率和声功率级的预测。所建立的代理模型能快速、准确地预报在整个设计变量尺寸范围内潜艇结构模型的振动声辐射。 展开更多
关键词 KRIGING模型 振动 声辐射 潜艇结构模型
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平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度的模型试验研究 被引量:5
10
作者 吴梵 朱晓军 +1 位作者 黄晓明 吕岩松 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第5期773-779,共7页
为了研究平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度,根据实艇舱壁结构,按1:2的缩尺比设计制作了一个舱壁模型,采用内压试验方法进行了模型极限承载能力的试验。利用国际通用的大型非线性有限元分析软件MSC/MARC,对舱壁模型进行了几何/材料的... 为了研究平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度,根据实艇舱壁结构,按1:2的缩尺比设计制作了一个舱壁模型,采用内压试验方法进行了模型极限承载能力的试验。利用国际通用的大型非线性有限元分析软件MSC/MARC,对舱壁模型进行了几何/材料的双重非线性的有限元分析,试验值与有限元分析计算值吻合良好。通过对模型试验结果的分析,得出了一些对指导潜艇平面舱壁结构设计有实用价值的结论。 展开更多
关键词 船舶 船舶工程 潜艇 平面舱壁 非线性有限元 承载能力 模型试验
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螺旋桨及其运行对潜艇操纵性水动力影响的模型试验研究 被引量:8
11
作者 庞永杰 王庆云 +1 位作者 李伟坡 王建 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期109-114,共6页
利用循环水槽中的垂直型平面运动机构(VPMM)对无桨和带桨全附体潜艇模型完成拘束模型试验,分析目的拟合出潜艇操纵性无因次线性水动力系数。对比可知:带桨模型的水动力系数Z'_w、M'_w和舵角系数Y'_(δr)、M'_(δs)、Z&#... 利用循环水槽中的垂直型平面运动机构(VPMM)对无桨和带桨全附体潜艇模型完成拘束模型试验,分析目的拟合出潜艇操纵性无因次线性水动力系数。对比可知:带桨模型的水动力系数Z'_w、M'_w和舵角系数Y'_(δr)、M'_(δs)、Z'_(δs)较无桨模型分别减小17.33%、36.33%、16.10%、30.51%、24.25%,而舵角系数N'δr较无桨时增加16.45%,其余水动力系数的变化基本维持在10%以内。由此表明螺旋桨的存在及其运行对潜艇操纵性水动力系数具有一定的影响。 展开更多
关键词 潜艇模型 螺旋桨 水动力系数 操纵性试验
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潜艇主压载水舱高压气吹除系统数学模型 被引量:38
12
作者 叶剑平 戴余良 李亚楠 《舰船科学技术》 北大核心 2007年第2期112-115,126,共5页
通过对潜艇主压载水舱高压气吹除系统物理模型进行合理简化,建立了主压载水舱高压气吹除过程的数学模型,并进行了仿真计算。仿真计算结果与实艇操纵情况基本吻合,说明本文所建立的数学模型是可行的。它为研究潜艇主压载水舱应急吹除时... 通过对潜艇主压载水舱高压气吹除系统物理模型进行合理简化,建立了主压载水舱高压气吹除过程的数学模型,并进行了仿真计算。仿真计算结果与实艇操纵情况基本吻合,说明本文所建立的数学模型是可行的。它为研究潜艇主压载水舱应急吹除时的运动规律和操纵控制方法提供了条件。 展开更多
关键词 潜艇主压载水舱 高压气吹除系统 数学模型
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基于有限元法的潜艇磁场模型适用条件分析 被引量:5
13
作者 高胜峰 朱海 +1 位作者 王超 蔡鹏 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第1期34-38,共5页
潜艇磁偶极子模型和椭球体模型是目前应用最广泛的潜艇磁场模型,但是对于磁偶极子模型和椭球体模型的适用条件缺乏定量研究。利用有限元法计算得到的潜艇空间磁场近似表达实际磁场,通过与椭球体模型和磁偶极子模型的仿真比较,对2种模型... 潜艇磁偶极子模型和椭球体模型是目前应用最广泛的潜艇磁场模型,但是对于磁偶极子模型和椭球体模型的适用条件缺乏定量研究。利用有限元法计算得到的潜艇空间磁场近似表达实际磁场,通过与椭球体模型和磁偶极子模型的仿真比较,对2种模型的适用条件进行定量研究。 展开更多
关键词 潜艇 磁场模型 有限元法 磁偶极子 椭球体
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用逼近目标规划模型进行潜艇耐压船体最佳设计 被引量:15
14
作者 丁海旭 沈永春 《船舶力学》 EI 2004年第2期79-85,共7页
本文把最大限度地发挥结构最佳尺度和材料最优性能作为潜艇结构优化设计的第一追逐目标,运用目标规划模型,建立单目标非线性约束优化的目标规划模型,求解连续与离散混合变量的最优解,并全部圆整到规格化变量,最后获得规格化设计变量关... 本文把最大限度地发挥结构最佳尺度和材料最优性能作为潜艇结构优化设计的第一追逐目标,运用目标规划模型,建立单目标非线性约束优化的目标规划模型,求解连续与离散混合变量的最优解,并全部圆整到规格化变量,最后获得规格化设计变量关于满应力设计和耐压船体较轻重量的相对有效解。 展开更多
关键词 潜艇 耐压船体 逼近目标规划模型 满应力 船体重量 优化设计 变量规格化
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潜艇水下破损进水应急操纵模型 被引量:3
15
作者 郝英泽 胡坤 何斌 《四川兵工学报》 CAS 2011年第4期4-6,共3页
潜艇水下破损进水应急操纵模型是研究潜艇水下发生破损时操纵控制方法的基础。基于潜艇水下空间六自由度运动方程,结合升降舵的操纵、破损进水和失事排水建模,完整地建立了潜艇水下破损进水应急操纵模型,并采用Delphi编制了潜艇水下破... 潜艇水下破损进水应急操纵模型是研究潜艇水下发生破损时操纵控制方法的基础。基于潜艇水下空间六自由度运动方程,结合升降舵的操纵、破损进水和失事排水建模,完整地建立了潜艇水下破损进水应急操纵模型,并采用Delphi编制了潜艇水下破损进水应急操纵仿真控制软件,进行了仿真分析。 展开更多
关键词 潜艇 操纵 应急 操纵模型
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常规潜艇总体任务可靠性模型研究 被引量:9
16
作者 易宏 沈国鉴 《舰船科学技术》 1991年第5期17-27,共11页
本文建立了潜艇总体任务可靠性模型,并开发了与此模型相适应的舰船总体可靠性分析软件系统。从而提供了一个解决潜艇总体可靠性定量分析的方法。在模型建立方面,本文提出了将可靠性框图法和故障树法相结合的多级模型,从而实现了从动态... 本文建立了潜艇总体任务可靠性模型,并开发了与此模型相适应的舰船总体可靠性分析软件系统。从而提供了一个解决潜艇总体可靠性定量分析的方法。在模型建立方面,本文提出了将可靠性框图法和故障树法相结合的多级模型,从而实现了从动态的任务过程向静态的模型的转换。在可靠性理论方面,本文提出了多重数字仿真方法,从而为故障树方法应用于可维修系统开辟了一条新路。本文所叙的软件系统可方便地用于各型潜艇的任务可靠性计算。若稍加改造,也可用于各种大、中型水面舰艇的总体可靠性分析。 展开更多
关键词 潜艇 舰艇 可靠性模型
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潜艇悬停数学模型的理论探索 被引量:2
17
作者 何成 郝英泽 +1 位作者 李文龙 张国庆 《四川兵工学报》 CAS 2009年第2期64-66,共3页
建立潜艇悬停仿真数学模型,从理论上对潜艇悬停运动进行了深入分析,为潜艇悬停的操纵提供理论参考和依据.
关键词 潜艇悬停 数学模型 理论探索
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潜艇舱段大尺度模型的声学尺度效应分析 被引量:5
18
作者 俞孟萨 吕世金 《船舶力学》 EI 2001年第5期50-55,共6页
本文针对潜艇舱段大尺度声学模型 ,分析了损耗因子、剪切形变和转动惯量、水面声反射以及小质量块所产生的尺度效应。结果表明大尺度潜艇舱段模型 。
关键词 潜艇舱段 大尺度模型 声学尺度效应 损耗因子 剪切形变 转动惯量 水面声反射
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基于螺旋桨特性四象限Chebyshev拟合式的深潜艇正倒航变速推进模型 被引量:19
19
作者 李殿璞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第1期52-57,共6页
基于一个螺旋桨系列相应四象限特性的Chebyshev多项式拟合结果 ,具体给出了深潜艇螺旋桨四象限特性的Chebyshev多项式表达式 .对四象限动态情况下J和J′的关系作了明确表达 ,深入地研究了J′在定常状态和动态下的变化 .给出了螺旋桨四... 基于一个螺旋桨系列相应四象限特性的Chebyshev多项式拟合结果 ,具体给出了深潜艇螺旋桨四象限特性的Chebyshev多项式表达式 .对四象限动态情况下J和J′的关系作了明确表达 ,深入地研究了J′在定常状态和动态下的变化 .给出了螺旋桨四象限动态工作下的数学模型和深潜艇的直航运动仿真模型 .运用以上结果对深潜艇进行了多方面的仿真 ,仿真结果与现有实船试验数据有很好的一致性 ,证明了以上结果可用于四象限研究和仿真 . 展开更多
关键词 螺旋桨特性 四象限 Chebyshev拟合式 潜艇 正倒航变速推进模型
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潜艇垂直面分离型数学模型及其干扰因子分析 被引量:1
20
作者 何春荣 马向能 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第5期697-704,共8页
潜艇垂直面分离型操纵运动数学模型是以艇体(H)、螺旋桨(P)、艉附体(R)和围壳舵(B)各自单独的水动力性能为基础,再加上H、P、R、B相互之间的流体动力干扰组成。该模型便于处理实艇和模型的相互关系(如模型舵失速问题的修正等),也有利于... 潜艇垂直面分离型操纵运动数学模型是以艇体(H)、螺旋桨(P)、艉附体(R)和围壳舵(B)各自单独的水动力性能为基础,再加上H、P、R、B相互之间的流体动力干扰组成。该模型便于处理实艇和模型的相互关系(如模型舵失速问题的修正等),也有利于了解艇体、螺旋桨和附体对水动力的贡献,同时还便于积累资料和迅速估计设计方案的局部修改带来的潜艇操纵性能的变化,对于工程设计、计算有其独特的优势。潜艇垂直面分离型操纵运动数学的建立关键在于确定干扰系数,模型干扰系数可分为三类,第一类是艇体对附体的干扰系数:γB、lB、γR和lR;第二类干扰系数为附体对艇体水动力的干扰:tB、aB、tR和aR;第三类为螺旋桨对水动力影响k。文中介绍了干扰系数的确定方法,以及模型与实艇干扰系数换算关系。 展开更多
关键词 潜艇 干扰因子 分离模型 水动力
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