国家自然科学基金(51279165) 作品数:15 被引量:49 H指数:4 相关作者: 潘光 杜晓旭 黄桥高 施瑶 王鹏 更多>> 相关机构: 西北工业大学 九州大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 国防基础科研计划 更多>> 相关领域: 理学 交通运输工程 兵器科学与技术 自动化与计算机技术 更多>>
载荷AUV进水过程分析及分离运动仿真 被引量:3 2014年 根据一定的假设和简化处理,运用基于计算流体力学的VOF多相流技术,建立了进水过程的流体力学模型,针对前、后平衡舱空腔在静止情况下的进水过程进行数值模拟,得到了进水体积随时间的变化过程。在数学建模的基础上对分离前不同进水速度和不同初始速度作用下载荷AUV的弹道及分离后载荷的弹道进行了仿真。仿真结果与水池实验结果吻合较好,证明了弹道仿真结果的可靠性,对今后进一步的研究提供了理论参考。 潘光 魏静 陈诚波浪作用下系留系统纵向运动仿真研究 2013年 系留系统包含系缆和系留体两部分,分析波浪扰动力对系留系统运动参量的影响需要建立适用的系留系统运动模型。依据牛顿第二定律建立系缆的纵向运动控制方程,在此基础上采用集中质量法建立系缆的离散运动数学模型。基于刚体动量定理及动量矩定理建立回转体型系留体的纵向运动方程。联立系缆和系留体运动模型并补充相应的边界方程即得到系留系统纵向运动模型。采用4阶Runge-Kutta法对二级波浪力作用下的系留回转体系统进行了运动仿真,仿真结果显示系留系统在波浪力作用下做周期性摆动。 潘光 杨智栋 杜晓旭关键词:系缆 波浪 运动仿真 凸台对多载荷AUV载荷段阻力的影响 被引量:2 2016年 为了研究凸台对多载荷AUV载荷段的阻力影响,基于SST k-ω湍流模型,分别对原始模型和带凸台结构模型进行了流场的数值计算。通过分析凸台截面形状及尺寸对流场的影响,研究了凸台减阻机理。结果表明,尾部凸台的出现能够避免过早的发生流体分离,降低模型尾部形成的尾涡强度和尺度,从而减小模型的压差阻力,达到减阻效果。并且,圆柱形凸台的减阻效果并不是随着尾部凸台的直径和长度增加而单调增加,而是有一个较合适的直径及长度进行匹配,从而达到最佳的减阻效果;半球形凸台对模型减阻效果很好,但在一定范围内减阻效果不随直径的增加而增强;组合型凸台的减阻效果比单纯圆柱形凸台和半球形凸台都要好,减阻量可以达到50%以上。 潘光 王鹏 杜晓旭 施瑶关键词:凸台 尾涡 减阻 一种异结构分数阶混沌系统的同步滑模控制器设计 被引量:3 2016年 针对分数阶混沌系统异结构的同步问题,基于滑模控制理论和自适应控制理论设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,提出了一种自适应滑模控制器以实现三维分数阶混沌系统的异结构同步.同时,利用所设计的控制器实现了分数阶Liu系统与分数阶Arneodo系统的异结构的滑模控制同步,以及分数阶Chen系统与分数阶Liu系统的异结构混沌系统的滑模控制同步.数值模拟结果表明,所设计的控制器具有较好的有效性和可行性. 魏静 潘光关键词:分数阶混沌系统 混沌同步 异结构 滑模控制 凸台对多载荷AUV运载段阻力和流噪声的影响 被引量:2 2013年 基于Smagorinsky亚格子应力模型的大涡模拟和Lighthill声类比的FW-H方程,分别对带凸台结构模型和原始模型进行了流场及声场的数值计算。通过分析凸台对流场及声场的影响,研究了凸台截面形状及尺寸减阻降噪机理。结果表明:凸台的存在对流场的分离产生了影响,抑制了涡的产生,进而形成减阻降噪效果;圆柱形凸台的长度和直径与减阻降噪效果之间具有一定的匹配关系,一定直径的圆柱其长度须达到一定的量值,才能起到较好的减阻降噪效果;半球形凸台的直径与其减阻降噪效果呈单调正比例关系。 潘光 施瑶 杜晓旭 杨智栋关键词:凸台 大涡模拟 疏水表面滑移流动及减阻特性的格子Boltzmann方法模拟 被引量:14 2014年 采用格子Boltzmann方法研究了固体壁面对流体的作用强度与其润湿性的关系,在此基础上进一步模拟了疏水表面微通道内的流体流动,获得了润湿性对疏水表面滑移流动及减阻特性的影响规律,证实了疏水表面表观滑移的存在性并揭示了其产生机理.结果表明,疏水性作用在疏水表面的近壁区诱导了一个低密度层,而表观滑移则发生在低密度层上.表观滑移是疏水表面具有减阻作用的直接原因,减阻效果随滑移长度的增大而增大.对于特定的流体系统,滑移长度是疏水表面的固有属性,仅是壁面润湿性的单一函数,而与流动本身的性质无关. 黄桥高 潘光 宋保维关键词:疏水表面 减阻机理 格子BOLTZMANN方法 泵喷推进器非定常空化性能数值模拟分析 被引量:6 2015年 基于均质多相流的RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程,采用分块网格技术生成高质量结构化网格,同时结合剪切应力SST(Shear Stress Transport)k-ω湍流模型和Z-G-B(Zwart-Gerber-Belamri)空化模型以对NACA66翼型进行了定常流空化性能数值模拟,数值计算结果与实验值吻合良好,验证了数值计算法的实用性与可靠性.在此基础上,利用URANS(Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程和滑移网格技术,对装有泵喷推进器的无人水下航行器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)进行了非定常流空化性能数值模拟与分析.计算结果表明,数值模拟可以较为精确地预测泵喷推进器空化现象的起始与发展、形状与位置等特性;空化现象发生时,泵喷推进器效率出现明显的降低且达到20%以上;UUV表面与定转子叶片的压力分布较为合理,与空化现象吻合;转子叶顶区域压力面与吸力面之间的压差引起了顶隙梢涡与顶隙空化,造成了泵喷推进器效率进一步的损耗. 鹿麟 潘光关键词:泵喷推进器 高空远程滑翔UUV气动参数仿真与估算研究 被引量:1 2014年 为了研究高空远程滑翔UUV气动参数特性,运用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)理论,采用结构和非结构分域混合网格方案,确定计算域、边界条件、求解Navier-Stokes方程对亚音速下高空远程滑翔UUV三维绕流流场进行数值模拟。仿真数据与估算数据进行对比,分析UUV的纵向气动特性、横向气动特性和操纵导数特性,结果显示,仿真数据与计算数据吻合较好,并且其气动特性满足航行器的低阻特性和静稳定性的要求,两种计算方法的准确性进行了相互验证,不仅利于下一步进行航行器的操纵性、稳定性和弹道特性研究,而且为进一步完善设计和模型加工试验提供重要依据。 刘欢欢 潘光 杜晓旭关键词:数值仿真 混合网格 气动特性 Numerical Simulation of Viscous Flow over a Grooved Surface by the Lattice Boltzmann Method 2016年 The motivation of this work is to investigate a grooved surface's drag reduction. The viscous flow through a two-dimensional microchannel with the grooved surface is analyzed by the lattice Boltzmann method(LBM). The effects of the grooved surface on the streamline patterns, the velocity distributions near wall region and the fluid shear stress distributions on the walls at different Reynolds numbers are studied. In addition, the influences of the groove's geometrical parameters on the grooved surface's drag reduction are discussed. The numerical results confirm the grooved surface's drag reduction and present the drag reduction law of the grooved surface. 黄桥高 潘光泵喷推进器空化特性数值分析 被引量:11 2014年 利用基于Rayleigh-Plesset方程均质多相模型和滑移网格技术,对某泵喷推进器进行了三维全通道定常湍流计算,得到了其在空化条件下的性能特征.分析了转速、空泡数和进流速度对泵喷推进器的空化特性的影响.计算结果表明,泵喷推进器叶片发生空化时,推进器的推力和转矩明显下降,进而引起敞水效率的降低且降低幅度达15%以上;同一空化数下,随着转速的增加,泵喷推进器叶片的空化现象趋于明显;同一转速下,空化数越小,空化现象越显著,当空化数大于某一个特定值时,叶片的空化现象消失. 施瑶 潘光 王鹏 杜晓旭关键词:泵喷推进器 空化特性