基于CFD的UUV外挂鱼雷位置分析

为确定无人水下航行器（UUV）外挂鱼雷的最佳位置,该文首先利用UUV外挂鱼雷后的水下稳性计算,初步确定鱼雷的外挂位置,然后采用FLUENT软件计算了鱼雷不同外挂位置对整体流体动力参数的影响,根据选定的UUV最终确定其外挂鱼雷的最佳位置为UUV底端两侧,并利用SIMULINK建立空间运动性能仿真模型,对外挂位置进行了动态运动性能的仿真计算,进一步验证了最佳外挂位置的计算结果。     

无人水下航行器发射鱼雷初始弹道分析

为分析鱼雷从无人水下航行器发射后的航行安全性,建立了鱼雷发射后的初始弹道模型并进行了仿真,分析了鱼雷发射参数对初始弹道的影响,确定无人水下航行器发射某型鱼雷的合理参数,并进一步分析了初始弹道中鱼雷的航行姿态以确保结论的正确性.仿真结果表明在合理设置发射参数的前提下,鱼雷从无人航行器发射后初始弹道符合战场环境的要求,无人水下航行器发射鱼雷是完全可行的.     

无人水下航行器外挂鱼雷武器运动矢量建模与仿真

为建立外挂鱼雷武器的无人水下航行器(UUV)的空间运动矢量模型,本文首先根据稳性计算和流体动力仿真计算,确定外挂鱼雷的最佳位置。接着基于经典的动量和动量矩定理,推导外挂鱼雷武器的UUV运动矢量模型,同时重点分析了作用在无人航行器上的流体动力和力矩,以及鱼雷对无人航行器的反作用力和力矩。并在建立的外挂鱼雷武器的UUV六自由度空间运动模型的基础上进行了仿真计算,并对仿真结果进行了分析。     

自航发射鱼雷内弹道模型与仿真

为探讨现役潜艇鱼雷发射管自航发射534口径鱼雷的可能性,针对现役发射管环形间隙截面积与鱼雷横截面之比较小的实际情况,综合考虑了各种阻力的影响,分析了等截面管自航发射过程,定义并引入了补水压差作为阻力因素,重新建立了内弹道模型.根据自航管内非常局限性边界条件,结合鱼雷在管内各阶段的运动状态,实时计算了补水压差阻力和其他流体阻力,并进行了计算机仿真.比较仿真和试验结果,验证了内弹道模型,并证明了利用现役潜艇鱼雷发射管自航发射534口径鱼雷是不可行的.     

渐扩型自航发射鱼雷内弹道模型与仿真

为探讨采用渐扩型自航发射管是否提高了鱼雷出管速度和补水压差引起的附加阻力对鱼雷出管速度的影响程度,通过对自航管内非常局限性边界条件下鱼雷受力的分析,建立了渐扩型自航发射管的内弹道模型。结合鱼雷在管内各阶段的运动状态,对渐扩管引起的流体阻力实时计算,进行了计算机仿真。通过仿真结果的比较,证明采用渐扩型自航发射管提高了鱼雷出管的速度,为以后自航发射装置的设计和改进提供了一定的理论基础,并通过比较,说明了补水压差引起的附加阻力也是影响鱼雷出管速度的重要因素之一。     

开放系统——鱼雷和UUV设计的方向

描述了英国开发的开放系统方法在鱼雷上的应用项目“先进数字信号处理自导头”，介绍了与之相关的分别由英国和美国开发的开放式声纳系统项目“声纳COTS技术快速插入”和“声学快速COTS插入”的情况，对鱼雷和无人水下航行体（UUV）开放系统设计中的平台独立性、功能模块化、通用功能软件工具、数据独立性、构件技术应用、模块化与一体化关系等问题进行了讨论。提出：独立于平台的软件是必需的，数据应作为独立构件；应在行业内采用通用软件工具；应对功能模块化水平进行合理设计，在开放性和管理效率之间取得平衡；一体化的核心是信息综合和运用层次上的一体化，一体化设计不应影响关键子系统和功能构件在物理层面的相对独立性。     

遗传算法在自航式鱼雷发射管长度优化中的应用

自航式鱼雷发射管长度优化是一个复杂的非线性规划问题,常规优化算法难以找到全局最优解,为此,本文选择遗传算法进行自航管长度优化研究。根据优化问题的数学表达式(5),对不等式约束的处理和遗传算法五要素的确定进行了讨论,并采用内弹道模型(式(13)-式(18))求解鱼雷出管速度,从而使遗传算法得以实现。以鱼雷自航发射为例进行了模拟计算,模拟进化结果(表1)表明,采用遗传算法进行自航管的长度优化是有效的,可为后续相关课题的研究提供借鉴。     

基于适应性权重遗传算法的自航式鱼雷发射管优化设计

为了对自航式鱼雷发射管进行优化设计，采用适应性权重遗传算法解决多目标非线性优化问题。选择发射管长度、体积、重量作为优化目标，通过运用“界限构造法”确定权重和目标函数、适应性罚函数法处理不等式约束，将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行处理。以鱼雷自航发射为例进行了模拟计算，仿真结果表明，采用适应性权重遗传算法进行自航式鱼雷发射管的优化设计是有效的，可以为工程实践提供参考依据。     

UUV水下对接过程中非定常流体动力数值仿真

UUV水下对接回收过程中,回收装置和UUV之间存在非定常流体干扰现象。采用有限体积法和非结构动网格技术,运用SIMPLEC算法及k-ε湍流模型,在笛卡尔坐标系下对UUV水下对接过程进行数值模拟,并得到不同速度和攻角下,UUV流体动力随距离的变化规律及相应流场分布。通过UUV与远场实验值进行对比分析,验证了基于动网格技术的有限体积法在处理UUV水下对接过程中流体干扰问题的可行性。     

UUV动力电池现状及发展趋势

无人水下航行器（UUV）的长远发展计划使其对动力电池比能量的要求日益突出,而现有的常规一次电池及二次电池由于能量密度低不能满足该要求。该文详细介绍了UUV对动力电池的发展要求及动力电池的发展现状,通过对电池理论比能量和实际比能量的比较,得出了动力电池的发展与UUV长远要求之间存在的差距,展望了动力电池的发展趋势,半燃料电池和燃料电池已获得较高的实际比能量,由于其具有相当高的理论比能量,实际比能量还有较大的上升空间,最有希望满足UUV对动力电池的长远要求。     

基于指标函数集合排序法的UUV航路规划

潜艇艇载战术无人水下航行体（UUV）的军事应用要求其全局航路规划求解算法必须兼顾计算快速性与任务适应性要求。使用动态规划算法求解该问题较其他算法具有求解速度快的优势,而传统动态规划使用单一指标函数存在任务适应性不高的问题,为此提出使用指标函数排序集合的改进方法,说明了该方法的使用时机与程序实现要点。该方法用一个可变的指标函数集合代替了单一的指标函数,其程序流程与传统方法基本相同,只是初始化模块、算法模块以及一些预备工作有所不同。仿真结果证明了改进方法的有效性,且在任务适应性上有明显提高,可降低整个航路规划的时间消耗。     

潜艇自航式声诱饵的使用时机研究

在潜艇使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的过程中,诱饵的使用时机是关系着对抗成败与否的关键因素。本文基于自航式诱饵的作战使用问题,具体研究了潜艇在使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的过程中诱饵的使用时机问题。分析了潜艇使用自航式诱饵对抗声自导鱼雷的具体过程,建立了对抗过程的物理及数学模型,得出了不同鱼雷报警舷角下诱饵的使用时机。     

UUV鱼雷发射装置的选型设计

为了利用UUV发射鱼雷实现远距离对敌进行有效攻击,分析比较了各类型的鱼雷发射装置的优缺点,结合UUV自身特点,分析了对鱼雷发射装置的要求,设计了一套适合UUV的鱼雷发射装置。