基于鱼雷热动力系统全工作过程联合仿真预测设计方法

马为峰, 李 鑫, 韩新波, 万荣华, 韩勇军

基于鱼雷热动力系统全工作过程联合仿真预测设计方法

马为峰, 李 鑫, 韩新波, 万荣华, 韩勇军

(中国船舶集团有限公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077)

针对鱼雷热动力系统缺乏多学科集成设计环境, 不能实现跨学科跨系统协同等问题, 基于鱼雷热动力系统仿真的发展现状, 提出了基于鱼雷热动力系统全工作过程联合仿真的预测设计方法, 构建了涵盖不同维度、不同专业仿真软件和试验数据的动力系统仿真验证体系, 探索了子系统数值仿真、方案优化和系统数值试验的预测设计途径, 在实现多方案设计参数驱动和跨学科跨系统交互仿真的同时, 完成了系统数字化验证和性能评价。通过仿真实例说明, 该方法可以直观显示系统工作过程的流场细节和参数变化规律, 完成系统性能的虚拟验证, 实现从“传统设计”到“预测设计”的转变, 提高设计成功率和可靠性, 缩短研制周期, 为鱼雷热动力系统的设计提供参考。

鱼雷热动力系统; 联合仿真; 预测设计

0 引言

鱼雷热动力系统是一个空间和质量受限的复杂热力系统, 目前主要采用基于OTTO-Ⅱ燃料的活塞机动力、二氧化物/JP5燃料热动力[1]、HAP /OTTO燃料热动力、水反应金属燃料喷射推进热动力、HYDROX热动力等形式, 研究涉及热力学、燃烧学、传热传质学、动力学、流体力学和材料学等诸多学科及交叉领域, 物理化学过程复杂[2], 耦合性强, 影响因素多。该系统的研制必须进行大规模的零部件试验、功能子系统联合试验、系统功率试验、湖试和海试, 研发周期长、耗费大。……