无动力运载器倾斜爬升式上浮特性分析

作者：张海洋; 谷海涛^*; 林扬; 孙原; 高浩; 冯萌萌

来源：中国舰船研究, 2020, 15(01): 38-47.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.01729

• 无动力运载器
• 倾斜爬升
• STAR-CCM+
• 上浮参数

[目的]为保证无动力运载器的上浮参数以及出水姿态满足要求,对无动力运载器倾斜爬升式上浮特性进行分析。[方法]基于STAR-CCM+的重叠网格技术、动态流体相互作用(DFBI)以及流体体积(VOF)波模型,采用CFD数值计算方法,对无动力运载器上浮过程进行动态仿真,研究无动力运载器自身比重、质心与浮心位置、舵角以及释放初速对其倾斜爬升式上浮参数以及出水姿态的影响。[结果]结果表明:当净浮力为运载器排水重量的0.15倍时,运载器纵倾角稳定在45°附近;当净浮力为运载器排水重量的0.10倍时,运载器在倾斜的过程中会经历一个回摆过程;并非净浮力越大,运载器上浮的垂直速度就越快,当净浮力为运载器排水重量的0.20倍时,上浮的垂直速度反而最小。[结论]研究结果可为无动力运载器的总体布局和控制设计以及其他领域应用无动力运载器的可行性分析提供一定参考。

• 单位
  中国科学院; 东北大学; 机器人学国家重点实验室; 中国科学院沈阳自动化研究所; 自动化学院