航行體水下混合增壓排氣機理研究及其應用.pdf

1、　　世界海洋油氣資源勘探、深海科學考察主要依靠各類水面船舶、海洋平臺以及操縱各類水下航行體等完成。其中，水下航行體的動力系統(tǒng)在工作過程中需要克服外界海水背壓，才能不斷地吸氣、排氣，正常工作。因此，有必要研究與開發(fā)一種水下排氣方式來克服水下航行體的排氣背壓問題。本文以某型水下航行體為研究對象，在水下負(低)壓區(qū)排氣基礎上，提出動力與結構混合增壓水下排氣方式。利用流體力學理論、試驗優(yōu)化理論以及現(xiàn)代仿真技術，對動力與結構增壓排氣機理進行了研究

2、，對其結構進行了設計與仿真。
　　首先，從水下排氣背壓問題出發(fā)，提出了動力與結構混合增壓水下排氣方式及其結構。利用流體力學理論，分別建立了動力參數和結構參數與其增壓量之間的相互關系，揭示了混合增壓水下排氣機理。
　　其次，應用混合增壓排氣機理，設計了混合增壓排氣結構。采用數值模擬的方法，分析了不同支管傾斜角度下三通管內高低壓氣體的混合特性，設計出增壓效果最好的三通管道結構。利用伯努利原理，建立了水平管道結構參數與其壓降損

3、失之間的相互關系，得到了在空間約束條件下最優(yōu)的管道結構布置。設計了空間約束范圍內的增壓結構，并采用試驗設計理論與二次規(guī)劃算法，實現(xiàn)了增壓結構的優(yōu)化。對比分析了常用二維流線型體的阻力特性，確定并獲得了導流罩的截面形式及其結構參數
　　最后，在排氣結構三維模型基礎上，進行了混合增壓排氣的仿真分析。分別對比分析了排氣管道的理論與仿真壓降值，三維導流罩結構與二維流線型體的水下流場分布，表明管道結構和導流罩結構設計合理，并獲得了導流罩的阻