潜艇操纵性数值模拟中雷诺数的影响分析_孙铭泽

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1、第33卷第11期哈尔滨工程大学学报Vol．33№．112012年11月JournalofHarbinEngineeringUniversityNov．2012潜艇操纵性数值模拟中雷诺数的影响分析孙铭泽，王永生，杨琼方(海军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉430033)摘要:潜艇拘束模型试验中模型与实艇雷诺数的2个量级差异是导致水动力系数出现偏差的主要原因．为了研究模型试验中雷诺数对水动力系数的影响，采用虚流体粘度和基于网格变形的动网格技术方法计算了不同量级雷诺数下潜艇的水动力系数，分析了潜艇操纵性水动力计算中雷诺数的影响．研究结果表明，高雷诺数下的惯性类系数计算精度较高，误差最

2、小为1．17%，而粘性类系数计算误差稍大，均在10%以上;整体来看潜艇水动力系数预报值与试验结果吻合良好，证明了该方法对于消除雷诺数在操纵性计算中影响的有效性．关键词:潜艇;水动力系数;虚流体粘度;雷诺相似;拘束模型试验doi:10．3969/j．issn．1006-7043．201110027网络出版地址:http://www．cnki．net/kcms/detail/23．1390．U．20121024．1544．010．html中图分类号:U674．76文献标志码:A文章编号:1006-7043(2012)10-1334-07AnalysisoftheReynoldsnu

3、mberinfluenceonhydrodynamiccoefficientsinnumericalsimulationofsubmarinemaneuverabilitySUNMingze，WANGYongsheng，YANGQiongfang(CollegeofNavalArchitectureandMarinePower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract:DifferenceoftwoordersofmagnitudeinReynoldsnumbersbetweenanactualsubmari

4、neanditsmodelwasdiscoveredtobethemaincauseoftheerrorsofhydrodynamiccoefficientsinthesubmarinecaptivemodeltest．InordertoresearchtheinfluenceofReynoldsnumberonthehydrodynamiccoefficientinmodeltest，avirtualfluidviscositywasintroducedandthemeshmotiontechnologybasedonmeshdeformationwasthenusedtoc

5、alculatethehydrodynamiccoefficientofasubmarineindifferentordersofReynoldsnumbers．Inaddition，theresearchexam-inedtheinfluenceofReynoldsnumbersinsubmarinemaneuveringhydrodynamiccalculation．Theresultsaswellindicatetheprecisionofinertiahydrodynamiccoefficientishigherthanviscoushydrodynamiccoeffi

6、cientswhentheReynoldsnumberishigh，inwhichthepriorminimumerroris1．17%，andtheerrorofthelatterisover10%．Asawhole，thecomputationalfluiddynamic(CFD)resultsofhydrodynamiccoefficientsareingoodagreementwithdatafromthemodeltest，thus，provingthatthismethodcaneffectivelyeliminatetheinfluenceofReynoldsnu

7、mbersinmaneuveringhydrodynamiccomputation．Keywords:submarine;hydrodynamiccoefficient;virtualfluidviscosity;Reynoldssimilarity;captivemodeltest．［2］基于泰勒展式的潜艇空间运动方程是通过大能．目前对潜艇操纵性的数值预报，还多倾向于量的水动力系数来表达的．水动力系数的求取是进采用定常计算的方法．具体为:通过求解稳态雷诺时［1］行潜艇操纵性量化分析与计算的