附体对分层流中潜艇水动力特性的影响

刘双， 何广华,， 王威， 高云

(1.哈尔滨工业大学 机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001;2.哈尔滨工业大学(威海) 船舶与海洋工程学院, 山东 威海 264209)

0 引言

潜艇是各国发展军事力量不可或缺的一环，研究潜艇的水动力特性对建立潜艇作战系统至关重要。实际海水中存在的温、盐差会使水体出现分层现象，潜艇航行于多层流之间时会产生内波[1]，针对潜艇航行兴起内波尾迹的研究具有重要意义。

各国学者采用理论及数值方法对航行体源致内波进行了研究[2-4]。在兴波尾迹研究方面，Yeung等[5]通过求解Green函数，探讨了运动潜体产生的表面波模式及内波模式对自由液面和界面处兴波的影响；赵先奇等[6]对细长体在三层流体中运动生成内波的问题进行了模型实验研究；Chang等[7]研究了双层流中航行潜艇的尾迹特性；Chomaz等[8]研究了分层流体中球体的近场尾流情况。在分层流中物体受力研究方面，Motygin等[9]基于势流理论探讨了二维物体分别在上层、下层流体中运动所产生的波浪阻力公式；Grue[10]对“Fram”号极地船航行过程进行研究，得出的受力变化规律与Ekman[11]一致；勾莹等[12]采用模型实验方法研究了箱型结构在双层流中拖动时的阻力特性，并与单层流中拖航阻力实验结果进行了对比研究；Wei等[13]、Wang等[14]针对内孤立波与水下潜体相互作用问题进行了实验研究。在潜艇附体研究方面，Bull[15]通过改变湍流模型、求解器及网格形式，系统地验证了SUBOFF潜艇尾流场数值模拟方法；Bensow等[16]采用大涡模拟(LES)方法计算了SUBOFF潜艇的黏性流场；……