摘要：超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展开速率、不同攻角状态展开以及尾舵展开前后的水动力载荷变化规律;通过对尾舵附近速度矢量场、压力场以及尾舵表面压力系数分析,揭示了尾舵不同状态的流体动力载荷变化原因。研究成果对超空泡航行体尾舵展开过程流场特性研究具有重要参考价值,同时为尾舵机性能设计提供了重要设计依据。

摘要：为了研究火箭助飞鱼雷雷箭分离时分离舱的张开特性,从而为雷箭分离方案设计提供理论支撑,建立了分离舱张开特性试验与数值研究方法。首先,设计了火箭橇地面试验模拟雷箭分离环境,对分离舱张开时序进行监测记录,通过试验数据辨识获取分离舱张开特性;然后,提出了基于定常气动力修正来研究分离舱动态张开特性的数值方法,并与试验结果进行对比验证;最后,在此基础上,采用基于定常气动力修正的数值方法,分析了侧滑角对分离舱张开特性的影响。该数值方法利用典型状态下定常气动计算结果,即可对不同分离条件下的分离舱张开过程进行模拟,与完全非定常数值方法相比,该方法具有计算量小、效率高的特点,适用于雷箭分离初步方案快速评估。数值分析结果表明,侧滑角会导致左右分离舱张开不同步,并且在雷箭分离前,需对侧滑角进行严格控制以降低雷箭分离时干涉和碰撞的风险。

摘要：以Li-SF_(6)反应射流为能量来源的闭式循环动力系统在水下推进以及航空航天等领域具有广阔的应用前景。本文在欧拉模型和组分输运模型的基础上,结合涡耗散反应速率模型和Lee相变模型对Li-SF_(6)反应射流过程进行了三维稳态计算,研究了相变常数对反应射流流场以及气羽结构的影响。研究结果表明,反应射流气羽穿透长度随蒸发常数的增加而增加,随凝结常数的增加而减小;在蒸发常数为10^(4)以及凝结常数为10^(6)下,气液界面与饱和温度分布一致,模拟计算结果与实验结果符合较好。本文研究结果将为Li-SF_(6)反应射流的数值模拟奠定基础,也将对Li-SF_(6)射流反应器的设计和安全运行提供指导。

摘要：雷箭分离技术是火箭助飞鱼雷的关键技术之一。雷箭分离过程中多体气动干扰问题的研究是雷箭分离技术攻关的基础。通过计算流体力学方法,结合风洞试验对雷箭分离过程中的多体气动干扰问题进行分析。研究结果表明:分离壳体张开时,高速气流涌入,在前体、后体间发生阻滞而形成高压区,有助于前体、后体快速分离;高压区效应随着分离壳体张开角的增大而增强,随着前体、后体相对距离的增加而减弱,因此雷箭分离方案设计时,需选取恰当的前体、后体初始距离,以提高分离安全性;分离壳体对气流有汇聚和挤压作用,并且对侧向来流有屏蔽作用,因此分离方案设计时需充分考虑分离壳体对前体的气动干扰作用;侧滑角可导致左右分离壳体张开的不同步性,分离壳体张开角为20°时,1°侧滑角即可导致二者偏航力矩产生11%的差异。

摘要：为了研究复杂海流环境条件下导流罩对水轮机非定常水动力特性的影响,提出了一种采用基于重叠网格的DFBI(动态流体固态相互作用)数值仿真方法,利用重叠网格解除物体与网格之间的拓扑结构约束.六自由度运动模型DFBI模拟刚体在流体作用下的被动运动,实现了对水轮机在动态来流作用下被动旋转的非定常水动力特性仿真模拟,针对不同来流条件下导流罩对水轮机水动力特性影响进行了对比分析.研究结果表明:采用基于重叠网格的DFBI数值仿真方法,可以精确地监测水轮机由于周围流场变化导致的加速和自适应转动等过程,实现对水轮机非定常水动力特性研究;在设计流速范围内,加装导流罩可以将水轮机周围流场的流速提高约1.35倍,水轮机的转速提高1.2倍,获能效率提高约35%;加装导流罩有助于提高水轮机的平均转速,将水轮机平均获能效率提高约30%.

摘要：构建了一个基于水声成像并针对水下尺度目标的半实物仿真系统。提出了仿真系统的功能需求,通过板块元算法建立了水下尺度目标空间声图像回波模型,设计了仿真系统的组成结构、硬件和软件等,研究了将模型应用于仿真系统的实时信号生成技术。水池试验结果证明仿真系统能够模拟Benchmark标准潜艇模型的水声成像回波信号,成像结果具有一定的可识别性,并能推广到任意水下目标的水声成像回波仿真,可满足水声成像系统研究的仿真需求。

摘要：针对鱼雷动力装置的振动控制技术进行论述,分析了结构动力学设计方法、整机隔振技术、液流管路振动抑制技术以及装配工艺控制技术在鱼雷动力装置振动控制工程上的应用。在低噪声动力装置工程领域,有以下几个发展方向:设计方面,从以往解决结构强度、刚度为主的设计方法转换到以结构动力学为牵引,以实现低噪声、大推比的动力装置为目标的设计方法。隔振技术方面,从以往的单点局部隔振向整机隔振与液流管路振动抑制方向发展。装配工艺也影响振动性能指标。鱼雷行业在该领域尚处于起步阶段,后续还需要开展大量的研究及试验工作。

摘要：精确导航定位、有效探测和实时避障是水下无人潜航器执行远航程任务的基础。为了实现水下无人潜航器智能化功能的演示与验证,在研究组合导航模型和基于检测的动态避障策略的基础上,针对被仿对象的特点进行系统分析,提出了基于离散事件的多线程并发的仿真构架和模型组件化封装思路,设计了水下无人潜航器导航与避障仿真系统,划分功能模块,规划了仿真流程,面向不同作战想定实现水下无人潜航器数学仿真应用。试验结果表明,系统可以满足水下无人潜航器不同指标函数条件下导航与避障仿真演示验证需求。

摘要：为改进永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的动态性能和鲁棒性,提出了一种基于非线性广义预测控制(nonlinear generalized predictive control,NGPC)策略和滑模扰动观测器(sliding mode disturbance observer,SMDO)的级联控制策略。在永磁同步电机数学模型的基础上,根据NGPC策略设计转速-电流级联控制器。为进一步消除NGPC策略中由电机参数不匹配和外部扰动产生的稳态误差,设计了一种新型趋近率的SMDO对系统扰动估算并对NGPC控制器前馈补偿,充分抑制扰动对系统的影响。为验证策略的可行性与稳定性,开展了仿真试验,通过d-q轴电流绝对误差、超调量等对比分析,结果表明所设计控制策略具有良好的静、动态性能和强鲁棒性。

摘要：为了实现深水环境下水下灵巧手抓取目标的定位及触觉力感知,设计了阵列式触觉力测量传感器.以硅杯作为力敏感核心,利用胶囊式差压状结构实现了水的静态压力矢量叠加下的触觉力测量,并消除了水的静态压力对触觉力测量的影响.利用弹性力学与板壳理论分析了方形硅杯底部变形与应力的解析解,并与有限元法的分析结果加以对比.结果表明,所设计的灵巧手触觉力测量传感器具有样本抓取的触觉感知及位置感知,其胶囊式差压状结构使得触觉力测量传感器能够消除水的静态压力的影响,硅杯式测量结构具有灵敏度高、误差小、输出应力大的特点.