鱼雷结构及水下发射瞬态流场数值模拟研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laohe5201314
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鱼雷作为我国海军作战的重要武器之一,其发射技术的研发历来是受到军工单位的重视。在各种发射技术中,由于水下发射的隐避性更好,因此鱼雷发射技术的研发更多侧重于水下发射。本课题来源于国内某研究所,主要以液压缸推动式武器发射系统为主题展开,但是目前这种新型发射系统还处于设计研发阶段,存在很多技术难题。一方面是鱼雷结构问题,采用这种新型发射系统发射鱼雷,鱼雷壳体的结构强度和刚度是否能满足发射以及水下作战环境要求;另一方面是鱼雷发射的安全性问题,在深海环境下发射的鱼雷会受到海水的干扰,可能与潜艇发生碰撞,导致发射失败。以上这些技术难题如果得不到科学的解决,在发射中将存在严重的安全隐患,这直接影响到海军部队在海下作战的成败与否,这些问题都是急待解决的科学问题。在研发阶段并不具有大规模鱼雷发射试验的条件,为了解决以上技术难题,因此展开鱼雷结构和水下发射瞬态流场相关的研究工作,本文主要研究内容如下:1.对鱼雷在三种指定发射工况下进行了瞬态动力学有限元分析,计算得到了鱼雷在不同时刻的应力、应变和位移,对结果进行了分析,按照相关评估标准和方法对鱼雷壳体强度和刚度进行了校核。结果表明鱼雷壳体的强度和刚度满足三种发射工况下的发射以及水下作战环境要求。2.针对液压缸推动式发射装置的鱼雷水下发射问题,建立了鱼雷水下发射非定常计算模型,运用FLUENT结合二次开发技术UDF的方式对最危险工况下的鱼雷水下发射瞬态流场进行了CFD数值模拟。根据计算结果深入研究了发射过程流场的压力和速度演变特性、发射过程的结构表面受载特性、鱼雷初始段运动安全性以及发射过程鱼雷离艇安全性四个方面。结果主要表明鱼雷在最危险工况下可以安全发射,不会在流场的干扰下和潜艇出口部发生碰撞,鱼雷可以顺利出管以及安全离开潜艇。
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