潛艇自流冷卻系統(tǒng)流動特性計算研究.pdf

1、隨著潛艇高速推進技術(shù)的發(fā)展，對潛艇自流冷卻系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，優(yōu)化研究潛艇自流冷卻系統(tǒng)對潛艇的應用和發(fā)展有重要意義。
　　本文根據(jù)相關部門提供的潛艇自流冷卻系統(tǒng)的進出水口部分基礎研究方案，利用曲面造型工具 UG軟件依據(jù)局部相關艇體結(jié)構(gòu)對自流冷卻系統(tǒng)進行參數(shù)化建模。
　　應用Fluent數(shù)值計算軟件開展?jié)撏ё粤骼鋮s系統(tǒng)內(nèi)、外流場的數(shù)值模擬和理論分析。在此基礎上采用均勻設計方法、遺傳算法等優(yōu)化方法對潛艇自流冷卻系統(tǒng)的進出

2、水口部分進行了多目標優(yōu)化設計。最終確定出一套進口接管、進口導流罩、出口接管、出口導流罩的組合方案，并仿真計算分析了相對流速與相對壓差曲線。
　　采用數(shù)值計算方法對自流冷卻系統(tǒng)內(nèi)、外流場及其組成部件進行了三維數(shù)值模擬。通過對內(nèi)流部分網(wǎng)格模塊化實現(xiàn)，計算分析了內(nèi)流系統(tǒng)的主要部件，包括凝汽器、蝶閥、柵格、軸流泵等部件的流動特性和阻力特性，得出了內(nèi)流部件在不同運行工況下的流場分布，并與已知的試驗數(shù)據(jù)進行比較，結(jié)果吻合較好。
　　采用

3、多孔介質(zhì)模型對凝汽器流場的流動特性進行數(shù)值模擬，其整體阻力特性與試驗數(shù)據(jù)吻合，表明該模型和計算方法正確，解決了凝汽器數(shù)值計算建模困難和網(wǎng)格數(shù)量過大問題。從計算所得的三維流場可清楚地掌握影響凝汽器工作的重要因素。該方法可推廣到其他管殼式換熱器的的研究中，為自流冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和流場分析提供基礎。
　　利用對稱性，采用分區(qū)計算，對自流冷卻系統(tǒng)進行了全尺寸實體數(shù)值模擬，計算分析了考慮重力作用和附面層作用下的艇體外流場流動特性，計算條件