分層流體中潛體存在對水聲環(huán)境的影響.pdf

1、聲學(xué)手段是對水下潛體探測最有效的途徑之一。聲波在海洋中傳播時受到諸多環(huán)境因素的影響，如海水溫度、密度、流速分層等，其中海水溫度的分布對聲波傳播速度的影響最為顯著。不同特性的海水分層，在傳熱、密度混合和速度剪切等作用下，海水的運動使原有的聲速分布發(fā)生改變。特別的，當海洋中潛體存在時，導(dǎo)致的潛體繞流和渦脫落等現(xiàn)象，改變了水下聲傳播環(huán)境，導(dǎo)致接收到的聲信號發(fā)生異常。為了了解分層流體中潛體存在時流體運動和水聲環(huán)境變化規(guī)律，本文利用計算流體力學(xué)軟

2、件，開展了對分層流體中水下潛體存在對水聲環(huán)境影響的仿真研究。
　　計算流體力學(xué)是對分層流體中流體運動規(guī)律研究的重要理論，因此本文首先對計算流體力學(xué)的基本理論及其控制方程的離散方式和湍流計算模型進行了探討研究，對分層流體中流體運動的穩(wěn)定性條件進行了推導(dǎo)。其次，從分層界面的穩(wěn)定性準則出發(fā)，對兩層流體中無潛體時在不同工況下，流體中的溫度分布和分層界面變化情況進行了仿真研究，得到了在不同溫度、密度、流速梯度下，流體中的溫度分布云圖和速度矢

3、量圖。
　　再次，建立了兩層流體中潛體存在時的有限元模型，并得到了不同工況下溫度分布和分層界面的變化規(guī)律，分析了在不同溫度、密度、流速梯度環(huán)境，潛體引起的潛體繞流和渦脫落現(xiàn)象對流體質(zhì)點運動的影響和界面波動的形成原因，并通過與無潛體時得出的結(jié)果進行對比，說明了兩層流體中潛體對水聲環(huán)境的影響作用。
　　最后，本文對連續(xù)分層流體中潛體存在時的流體運動進行了仿真分析。建立了標準SUBOFF潛體的有限元模型，得到了潛體在海洋中運動時的