水动力噪声计算方法综述 被引量：28

1

作者 李环 刘聪尉 +1 位作者 吴方良 陈灿 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期72-89,共18页

准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡... 准确量化评估水动力噪声,对研制反潜水面舰船、安静型潜艇和隐身鱼雷等高性能航行体具有重要意义。由航行体型线变化、表面曲率不连续和各种扰动引起的三维非定常外流场是航行体水动力噪声的源场。分述航行体表面湍流边界层、空腔振荡、空化和粗糙度诱发水动力噪声的机理和研究进展。在分析水动力噪声数值预报难点的基础上,综述流体动力噪声计算方法研究进展。着重比较在航行体水动力噪声工程预报方面有较好前景的3种方法:声类比法、粘声分离法和声边界条件法。 展开更多

关键词 航行体 水动力噪声 流噪声 计算方法

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基于L-M贝叶斯正则化方法的BP神经网络在潜艇声纳部位自噪声预报中的应用 被引量：13

2

作者 吴方良 石仲堃 +1 位作者 杨向晖 王建 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第1期136-142,共7页

基于L-M贝叶斯正则化方法使BP神经网络在推广能力、收敛速度和逼近精度上能够获得很大的提高。文中将BP神经网络和L-M贝叶斯正则化算法相结合用于潜艇声纳部位自噪声预报。分析了影响声纳部位自噪声的各种参数。利用潜艇声纳实测数据进... 基于L-M贝叶斯正则化方法使BP神经网络在推广能力、收敛速度和逼近精度上能够获得很大的提高。文中将BP神经网络和L-M贝叶斯正则化算法相结合用于潜艇声纳部位自噪声预报。分析了影响声纳部位自噪声的各种参数。利用潜艇声纳实测数据进行网络训练,训练好的神经网络可以对潜艇声纳部位自噪声进行精确预报。 展开更多

关键词 声纳自噪声 BP神经网络 贝叶斯正则化

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潜艇指挥台围壳对阻力和伴流场影响数值研究 被引量：14

3

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 马运义 张志国 何汉保 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期91-99,共9页

采用Reynolds平均Navier-Stokes(RANS)方法计算潜艇三维粘性流场,分析潜艇指挥台围壳对潜艇水动力性能的影响。采用全附体SUBOFF模型验证了CFD方法,通过将螺旋桨盘面处的实效伴流场、艇体表面压力分布以及模型总阻力的模拟结果与Taylor... 采用Reynolds平均Navier-Stokes(RANS)方法计算潜艇三维粘性流场,分析潜艇指挥台围壳对潜艇水动力性能的影响。采用全附体SUBOFF模型验证了CFD方法,通过将螺旋桨盘面处的实效伴流场、艇体表面压力分布以及模型总阻力的模拟结果与Taylor船池的实验结果进行对比。比较结果显示CFD计算结果与实验数据具有很好的一致性,表明CFD方法可以用于潜艇指挥台围壳设计的水动力计算。通过数值计算研究指挥台围壳的高度和在艇上的分布位置对其后方的流场、螺旋桨盘面处的伴流场和阻力的影响。 展开更多

关键词 潜艇 指挥室围壳 伴流场 水下总阻力 数值计算

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通风模式对住舱人员咳嗽液珠扩散过程的影响 被引量：13

4

作者 郑立捷 许建 +2 位作者 吴方良 徐文涛 龙正伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期12-20,共9页

针对邮轮上呼吸道疾病发病率高及缺乏相关定量研究的现状,采用计算流体力学方法分析了游客在密闭住舱内因为咳嗽产生的液珠在空气中的传播扩散过程,对空气流动采用非定常雷诺平均纳维—斯托克斯方程求解,对液珠扩散采用欧拉模型求解,计... 针对邮轮上呼吸道疾病发病率高及缺乏相关定量研究的现状,采用计算流体力学方法分析了游客在密闭住舱内因为咳嗽产生的液珠在空气中的传播扩散过程,对空气流动采用非定常雷诺平均纳维—斯托克斯方程求解,对液珠扩散采用欧拉模型求解,计算工况考察了改变通风模式和加大通风量等方式降低液珠浓度的控制效果。研究结果表明:加大通风量在置换通风模式比混合通风模式下可更好地控制液珠的扩散,混合通风模式需要3次换气才能把住舱内的液珠基本排空,而置换通风模式仅需2次换气,且住舱内液珠平均浓度的下降服从指数分布。此外,游客睡姿对呼吸区域内液珠浓度峰值和吸入剂量有较大影响。 展开更多

关键词 邮轮住舱 液珠扩散 通风模式 数值模拟

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尺度效应对全附体潜艇阻力数值计算结果的影响 被引量：13

5

作者 操盛文 吴方良 《中国舰船研究》 2009年第1期33-37,42,共6页

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将雷诺数为1.2×107时的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;采用不同数量的网格分别对不同尺度的SUBOFF模型在高雷诺数条件下的流场进行数值模... 采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将雷诺数为1.2×107时的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;采用不同数量的网格分别对不同尺度的SUBOFF模型在高雷诺数条件下的流场进行数值模拟,研究网格数量和艇体主尺度大小对高雷诺数条件下潜艇阻力计算结果的影响,通过对计算结果的分析,获得了尺度效应和网格数量对潜艇阻力数值计算结果的影响规律。 展开更多

关键词 潜艇阻力 高雷诺数 粘性流场 数值计算

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空腔不可压缩流动特征及其声学特性研究 被引量：9

6

作者 刘聪尉 吴方良 +2 位作者 李环 彭娅玲 李万平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2014年第2期218-224,共7页

空腔作为舰船表面常见结构之一,其流动特征和声学特性近年已成为学术界研究的热点。该文以长深比L/D?2的空腔为原型,改变空腔底面坡度,用数值模拟方法考察空腔形状对空腔流涡结构和声辐射特性的影响。空腔非定常水流场数值模拟采用二维... 空腔作为舰船表面常见结构之一,其流动特征和声学特性近年已成为学术界研究的热点。该文以长深比L/D?2的空腔为原型,改变空腔底面坡度,用数值模拟方法考察空腔形状对空腔流涡结构和声辐射特性的影响。空腔非定常水流场数值模拟采用二维大涡模拟方法,分析了空腔底面坡度对空腔时均和瞬时流动特征的影响,比较了腔中瞬时涡量变化和壁面脉动压力特性。计算结果表明,底面坡度使空腔振荡模式从剪切层模式转变为尾流模式,振荡频率减小;计算结果与空腔流动流场PIV测量结果相比较吻合良好,验证了流场计算的有效性。同时采用LES-Lighthill声类比法混合方法,比较了不同形状空腔的噪声辐射特性;结合流动特征,分析了刚性壁面空腔的噪声机理和空腔底面坡度对声场的影响。分析结果表明,空腔流激振荡发声是主要噪声源,腔体的水动力噪声以低频噪声为主,总噪声级和低频纯声辐射具有指向性,上游辐射声压级较高;底面坡度使声压级增大,对声场指向性影响不大。 展开更多

关键词 空腔流 振荡模式 大涡模拟 水动力噪声 声类比

原文传递

水下航行体回转水动力数值计算研究 被引量：7

7

作者 卢锦国 梁中刚 +1 位作者 吴方良 周轶美 《中国舰船研究》 2011年第6期8-12,27,共6页

准确预报水动力对水下航行体的安全操纵设计而言至关重要。基于商用软件FLUENT数值求解RANS方程,采用定常旋转坐标系,运用相对运动理论及运动叠加原理,并对控制方程中向心力源项空间离散误差进行修正,预报水下航行体做单平面回转运动的... 准确预报水动力对水下航行体的安全操纵设计而言至关重要。基于商用软件FLUENT数值求解RANS方程,采用定常旋转坐标系,运用相对运动理论及运动叠加原理,并对控制方程中向心力源项空间离散误差进行修正,预报水下航行体做单平面回转运动的受力及力矩。在Re=11.7×106条件下,力和力矩预报精度的偏差在12%以内,表明所采用的数值预报方法有效、可行,具有较好的工程实用价值。 展开更多

关键词 回转运动 水动力 向心力修正 FLUENT 水下航行体

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潜艇主艇体三维粘性流场数值计算方法研究 被引量：6

8

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 许建 马运义 何汉保 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期12-22,共11页

采用不同的湍流模型、边界条件对SUBOFF模型主艇体的七种网格模型进行了三维粘性流场数值模拟。将计算所得的艇体表面的压力系数和壁面剪应力系数沿艇长的分布与有关文献的试验结果进行了比较,并以曲线的形式展现出来。分析了湍流模型... 采用不同的湍流模型、边界条件对SUBOFF模型主艇体的七种网格模型进行了三维粘性流场数值模拟。将计算所得的艇体表面的压力系数和壁面剪应力系数沿艇长的分布与有关文献的试验结果进行了比较,并以曲线的形式展现出来。分析了湍流模型、边界条件和y+值范围对潜艇主艇体三维粘性流场数值计算结果的影响。 展开更多

关键词 船舶 舰船工程 潜艇主艇体 湍流模型 边界条件 三维粘性流场 数值计算

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基于BP神经网络与L-M算法的潜艇声纳自噪声预报 被引量：5

9

作者 吴方良 石仲堃 +1 位作者 杨向晖 陈锐 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期45-50,共6页

L-M(L evenberg-M arquart)算法与BP(B ack-P ropagation)神经网络相结合,使神经网络在多样本、大变量输入的情况下,具有更快的收敛速度和更高的逼近精度。将BP神经网络与L-M算法相结合应用于潜艇声纳自噪声预报;分析了影响潜艇声纳自... L-M(L evenberg-M arquart)算法与BP(B ack-P ropagation)神经网络相结合,使神经网络在多样本、大变量输入的情况下,具有更快的收敛速度和更高的逼近精度。将BP神经网络与L-M算法相结合应用于潜艇声纳自噪声预报;分析了影响潜艇声纳自噪声的各种声源参数;利用潜艇声纳实测数据进行网络训练,训练好的神经网络可以对潜艇声纳自噪声进行精确预报。 展开更多

关键词 船舶 舰船工程 BP神经网络 L-M算法 声纳自噪声

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不可压缩空腔流的振荡模式 被引量：6

10

作者 李环 方涛 +1 位作者 吴方良 李万平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期782-786,共5页

采用二维大涡模拟方法进行了空腔水流场的数值计算,考察空腔前缘动量损失厚度及来流速度等因素如何影响空腔流的振荡,同时考察了空腔长深比与空腔流振荡模式的关系.用空腔水流场的粒子图像测速测量结果验证了数值计算的可信性.结果表明... 采用二维大涡模拟方法进行了空腔水流场的数值计算,考察空腔前缘动量损失厚度及来流速度等因素如何影响空腔流的振荡,同时考察了空腔长深比与空腔流振荡模式的关系.用空腔水流场的粒子图像测速测量结果验证了数值计算的可信性.结果表明,空腔水流是否发生振荡取决于壁面摩擦速度.瞬时涡结构和空腔阻力系数2个方面的特征显示空腔水流场有2种典型的振荡模式,剪切层模式与尾流模式,确定振荡模式的关键因素是空腔长深比. 展开更多

关键词 不可压缩 空腔流 振荡模式 大涡模拟 粒子图像测速

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潜艇实艇阻力预报方法研究 被引量：6

11

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 马运义 许建 何汉保 《中国舰船研究》 2009年第3期28-32,共5页

分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获... 分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获得潜艇粘压阻力系数随雷诺数变化的规律,对潜艇实艇阻力预报提出一些建议。 展开更多

关键词 阻力 三维粘性流场 数值计算 潜艇

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基于参数化船模的静水力计算 被引量：5

12

作者 李日杰 吴方良 刘明静 《舰船科学技术》 北大核心 2013年第1期55-58,共4页

船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附... 船舶静水力要素全面表达了船舶浮性和稳性随吃水而变化的规律,能够综合反映船舶的静力性能。传统的二维计算方法过程较为繁琐,且计算结果精度受横剖面个数的影响。本文应用数学型线法和三维参数化建模方法,快速生成船体型线,精确构建附带属性和边界条件的船舶三维模型,通过对CATIA软件进行二次开发,将三维设计和静水力计算有效集成,提出基于船舶三维参数化建模的静水力计算方法,可以直接计算和获取其静水力要素,操作简单,结果可靠,具有较强的实用性。 展开更多

关键词 静水力 参数化 实体船模

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水下航行体的改进S面运动控制器 被引量：5

13

作者 王建国 姜春萌 +1 位作者 吴方良 周轶美 《中国舰船研究》 2013年第5期41-45,共5页

为研究水下航行体的纵向速度对其余自由度运动所产生的影响及其自身所承受的静力学作用,在分析水下航行体运动模型的基础上,提出了一种改进S面运动控制器。该控制器不仅保留了常规S面控制器参数易于调整且结构简单的优点,同时还克服了常... 为研究水下航行体的纵向速度对其余自由度运动所产生的影响及其自身所承受的静力学作用,在分析水下航行体运动模型的基础上,提出了一种改进S面运动控制器。该控制器不仅保留了常规S面控制器参数易于调整且结构简单的优点,同时还克服了常规S面控制器在水下航行体高速航行时运动控制效果差的缺点。引入李雅普诺夫函数对该控制器的稳定性进行分析,并将该控制器成功应用于水下航行体的运动控制。将改进S面运动控制器与常规S面控制器的试验结果进行对比,结果表明:改进S面运动控制器在水下航行体的运动控制方面具有可行性及有效性。 展开更多

关键词 改进S面运动控制器 S面控制器 水下航行体 李雅普诺夫函数

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雷诺数对潜艇粘压阻力和尾部伴流场影响的数值计算研究 被引量：5

14

作者 孙睿智 吴方良 许建 《船海工程》 北大核心 2008年第5期1-5,共5页

采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟。将低雷诺数条件下的计算结果与试验结果进行比较,验证计算方法的可靠性;利用数值计算技术分析潜艇工程设计和试验中出现的问题,包... 采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟。将低雷诺数条件下的计算结果与试验结果进行比较,验证计算方法的可靠性;利用数值计算技术分析潜艇工程设计和试验中出现的问题,包括潜艇实艇阻力预报方法研究和雷诺数对潜艇尾部伴流场的影响研究。 展开更多

关键词 潜艇 三维粘性流场 数值计算 阻力换算 伴流场

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基于LES的螺旋桨精细流场特性分析与研究

15

作者 谢超凡 柏铁朝 +1 位作者 吴方良 张志国 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第23期39-43,共5页

为了研究大侧斜螺旋桨的精细流场,采用有限体积法结合大涡模拟(LES)模型,对E1619螺旋桨的速度场、压力场、涡量场和湍动能场进行不同程度的分析。模拟结果表明:大涡模拟很好地捕捉了尾流涡结构,梢涡互感合并的本质是相邻的下游梢涡将上... 为了研究大侧斜螺旋桨的精细流场,采用有限体积法结合大涡模拟(LES)模型,对E1619螺旋桨的速度场、压力场、涡量场和湍动能场进行不同程度的分析。模拟结果表明:大涡模拟很好地捕捉了尾流涡结构,梢涡互感合并的本质是相邻的下游梢涡将上游梢涡推向尾流轴向速度较高的内半径区域,梢涡与相邻上游梢涡的随边涡符号相同,导致他们相互吸引;近场轮毂涡比梢涡强度更高是因为轮毂涡包含了叶根涡,且其衰减速度更快;外半径湍动能极大值在梢涡处,且梢涡的不稳定现象极大地影响了外半径湍动能的变化,内半径湍动能先减小后增大,其增大原因是梢涡失稳导致轮毂涡振荡产生湍流。 展开更多

关键词 大涡模拟 梢涡 轮毂涡 湍动能

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桨-舵间距和雷诺数对潜艇尾部伴流场均匀性的影响研究 被引量：4

16

作者 吴晓光 吴方良 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期343-347,共5页

采用Realizedk-ε湍流模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型在低雷诺数和高雷诺数条件下的三维粘性流场分别进行了数值模拟,研究了桨-舵间距以及雷诺数对螺旋桨盘面伴流场的影响。计算结果表明:适当的加大桨-舵间... 采用Realizedk-ε湍流模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型在低雷诺数和高雷诺数条件下的三维粘性流场分别进行了数值模拟,研究了桨-舵间距以及雷诺数对螺旋桨盘面伴流场的影响。计算结果表明:适当的加大桨-舵间距对提高潜艇尾流场的均匀性有显著的效果;桨-舵间距对潜艇桨盘面伴流场均匀性的影响在潜艇的低雷诺数状态和高雷诺数状态具有同样的规律。 展开更多

关键词 潜艇尾流场 雷诺数 桨-舵间距 数值计算

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基于前缘凸结的推进泵叶片空化控制研究 被引量：1

17

作者 徐铠傈 柏铁朝 +5 位作者 吴方良 夏林生 赵国寿 曹琳琳 秦世杰 吴大转 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期425-433,共9页

为抑制推进泵空化不稳定引起的振动、噪声等危害,采用仿座头鲸鳍状肢前缘凸结的方法对推进泵叶片空化进行控制,通过水洞实验和数值模拟对前缘凸结的空化控制效果和机理进行了研究。结果表明,与原型泵相比,本文设计的仿生泵扬程得到了提... 为抑制推进泵空化不稳定引起的振动、噪声等危害,采用仿座头鲸鳍状肢前缘凸结的方法对推进泵叶片空化进行控制,通过水洞实验和数值模拟对前缘凸结的空化控制效果和机理进行了研究。结果表明,与原型泵相比,本文设计的仿生泵扬程得到了提升,且其效率损失小于2.5%;该仿生泵的前缘凸结会诱发涡结构,使叶片表面适度湍流化,造成空化区域的展向发展受到限制,空泡稳定性得到提高,但其也会导致波谷处存在低压区,造成仿生泵空化初生提前。总体来说,前缘凸结可以有效控制空化脱落和不稳定脉动,但凸结结构参数有待进一步优化以延缓由于波谷处局部压力较低而引发的空化初生提前。 展开更多

关键词 喷水推进泵 仿生凸结 空化控制 水洞实验 数值模拟

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不可压缩空腔流振荡模式和声学特性研究 被引量：2

18

作者 陈灿 吴方良 +2 位作者 李环 张志国 刘聪尉 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2015年第3期272-278,共7页

不可压缩空腔流的振荡模式和声学特性研究近年来成为研究的热点,而空腔的长深比(L/H)是影响空腔流振荡模式和声学特性最重要的参数之一。该文在五类不同的长深比(L/H=4:1、2:1、1:1、1:2和1:4)下,来流分别为2 m/s和4 m/s时,对比分析了... 不可压缩空腔流的振荡模式和声学特性研究近年来成为研究的热点,而空腔的长深比(L/H)是影响空腔流振荡模式和声学特性最重要的参数之一。该文在五类不同的长深比(L/H=4:1、2:1、1:1、1:2和1:4)下,来流分别为2 m/s和4 m/s时,对比分析了空腔流的振荡模式和流动特性。另外,使用大涡模拟(LES)声类比混合方法预测不同情况下空腔的声学特性,先用LES计算所得到的空腔非定常流场建立声源项,然后使用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声类比来预测远场噪声,比较不同长深比空腔的声学特性。计算结果表明,对L/H=4:1的空腔流动,振荡模式是尾流模式;而在L/H=2:1的情况下,振荡模式是剪切层模式;当L/H减小到一定程度时,将不会发生振荡。空腔的主要噪声源是空腔流激振荡,低频下声源声压级较大;空腔的总噪声级具有指向性。 展开更多

关键词 空腔流 深腔 大涡模拟 声类比 振荡模式

原文传递

全附体潜艇三维粘性流场数值计算方法研究 被引量：2

19

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 许建 马运义 何汉保 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2009年第4期8-12,共5页

采用不同的湍流模型和网格形式对SUBOFF全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将计算所得的艉部伴流场同有关文献的试验结果进行比较,并以伴流分数对周向角的曲线形式展现出来,分析了湍流模型、艇体周向网格节点间距和y+值对全附体潜艇... 采用不同的湍流模型和网格形式对SUBOFF全附体模型进行三维粘性流场数值模拟,将计算所得的艉部伴流场同有关文献的试验结果进行比较,并以伴流分数对周向角的曲线形式展现出来,分析了湍流模型、艇体周向网格节点间距和y+值对全附体潜艇三维粘性流场数值计算结果的影响. 展开更多

关键词 全附体潜艇 湍流模型 三维粘性流场 数值计算

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湍流模型和网格分布对水下航行体回转水动力数值计算的影响 被引量：1

20

作者 卢锦国 梁中刚 +1 位作者 周轶美 吴方良 《计算机辅助工程》 2012年第3期17-21,共5页

针对水下航行体安全操纵设计的关键环节水动力预报,用FLUENT求解不可压缩RANS方程,采用定常旋转运动坐标系,运用相对运动理论和运动叠加原理,计算RNG k-ε,可实现k-ε和SST k-ε等3种湍流模型以及不同网格分布对水下航行体做单平面回转... 针对水下航行体安全操纵设计的关键环节水动力预报,用FLUENT求解不可压缩RANS方程,采用定常旋转运动坐标系,运用相对运动理论和运动叠加原理,计算RNG k-ε,可实现k-ε和SST k-ε等3种湍流模型以及不同网格分布对水下航行体做单平面回转运动所受垂向力和纵倾力矩,并与试验结果比较.结果表明在Re=11.7×106条件下,垂向力和纵倾力矩预报精度较高.该数值预报方法可行、有效,具有较好的工程实用价值. 展开更多

关键词 水下航行体 回转运动 水动力 湍流模型 网格分布 FLUENT

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