潜艇指挥台围壳线型对尾流场的影响研究.pdf

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1、总第270期舰船电-T-工程v01．36No．122016年第12期ShipElectronicEngineering151===========；========2=======================一潜艇指挥台围壳线型对尾流场的影响研究+盛立1王展智2齐万江3(1．92537部队北京100161)(2．海军工程大学舰船工程系武汉430033)(3．71187部队烟台265800)摘要指挥台围壳线型直接影响桨盘面处的伴流品质，对潜艇水动力和噪声性能产生较大的影响。为了探索潜艇指挥台围壳线型的优化设计

2、规律，以全附体Suboff为对象，采用RANS方法结合SSTk-∞湍流模型开展了指挥台围壳线型对潜艇尾流场的影响研究。数值计算结果表明角度设计适当的斜壁式指挥台围壳能够改善桨盘面伴流的均匀性，降低轴向速度波动的剧烈程度；指挥台围壳尖瘦的前缘形状不仅可以降低阻力，而且有利于提高螺旋桨的伴流品质。关键词潜艇；指挥台围壳；尾流场；数值计算中图分类号U661．31DOI：10．3969／j．issn．1672—9730。2016．12．034StudyontheEffectofSailonFlowFieldofSubm

3、arineSHENGLilWANGZhanzhi2QIWanjian93(1．No．92537TroopsofPLA，Bei]ing100161)(2．DepartmentofNavalArchitecture，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)(3．No．71187TroopsofPLA，Yantai265800)Abst懵ctSailformdirectlyaffectswakefieldatpropellerdiskandhasgreateffectonth

4、ehydrodynamicperformanceandnoiseofsubmarine．InordertOexploretheoptimumdesignofsubmarinesailform，numericalstudyontheeffectofsailonflowfieldofsubmarineisconductedusingRANSmethodandSSTk-coturbulencemodebasedonfullappendagesubofLItisshownthatwiththeobliquearmsai

5、lofappropriateangle，thecircumferentialuniformityofthevelocitycomponentisim—provedandthefluctuationofaxialvelocityisdecreasedgreatly．Andtheresistancecanbereducedandwakequalitycanbeimprovedviaasailwithsharpleadingedge．KeyWordssubmarine，sail，flowfield，numerical

6、simulationClassNI帅n№rU661．311引言指挥台围壳是现代潜艇的标志性结构，它突出于上层建筑，里面布置有各种升降装置如通信天线、通气管、潜望镜等，同时也是现代潜艇执行水面航行、收发信息、离靠码头、实施观测和指挥的重要部位。由于指挥台围壳体积较大，因而对潜艇的水动力和噪声性能产生了较大影响。特别是在主艇体与指挥台围壳的接合部，由于形状的突变，形成高度不稳定的角区流动，导致了马蹄涡的产生[1]。马蹄涡强度大，耗散弱，在向下游的传播过程中对潜艇流场产生重要影响，当它传播至螺旋桨盘面处时，与主艇体尾

7、流、附体尾流发生相互作用，使得潜艇尾流成为以湍流脉动、粘性效应和漩涡运动为特征的复杂流场区域，导致了桨盘面伴流严重的不均匀性，进而增加推进器的噪声[2]。优化指挥台围壳线型，减少围壳带来的不利影响，是潜艇设计者追求的目标。吴方良[3]采用数值计算方法，通过系列地变换同一个指挥台围壳在潜艇上的位置和改变同一位置上指挥台围壳的高矮形成了系列模型，采用CFD对这些模型进行数值计算。根据计算获得的潜艇阻力和尾部伴流场的*收稿日期：2016年6月9日，修回日期：2016年7月27日基金项目：国家自然科学基金项目(编号：5

8、1479207)；海洋工程国家重点实验室研究基金项目(编号：1514)资助。作者简介：盛立，男，博士，工程师，研究方向：舰艇水动力学。王展智，男，博士，讲师，研究方向：船舶流体力学。齐万江，男，硕士，助理工程师，研究方向：船舶流体力学。152盛立等：潜艇指挥台围壳线型对尾流场的影响研究总第270期结果，通过比较分析，获得指挥台围壳的位置和高矮对潜艇阻力和伴流场的影响规律。王志博[4]以