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水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析

李丹梦,  金伟其,  李力,  鲁啸天,  裘溯

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李丹梦, 金伟其, 李力, 鲁啸天, 裘溯. 水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1126004-1126004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
引用本文: 李丹梦, 金伟其, 李力, 鲁啸天, 裘溯. 水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1126004-1126004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
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Li Danmeng, Jin Weiqi, Li Li, Lu Xiaotian, Qiu Su. Numerical simulation and analysis of free-surface wake generated by moving submerged target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1126004-1126004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
Citation: Li Danmeng, Jin Weiqi, Li Li, Lu Xiaotian, Qiu Su. Numerical simulation and analysis of free-surface wake generated by moving submerged target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1126004-1126004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
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水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析

doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
  • 1.

    北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081

基金项目: 

国家自然科学基金（61575023）;总装武器装备预研基金（9140A02060415BQ01005）

详细信息
    作者简介:

    李丹梦(1992-),女,硕士生,主要从事光电成像技术方面的研究。Email:lidmtx@163.com

  • 中图分类号: U661.3;TP321;O352

Numerical simulation and analysis of free-surface wake generated by moving submerged target

  • 1.

    MOE Key Laboratory of Optoelectronic Imaging Technology and System,School of Optics and Photonics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China

  • 摘要: 水下运动目标与水体的相互作用会在水面产生开尔文尾迹和伯努利水丘等特定波纹，为机载、星载的雷达光电探测水下运动目标的位置及速度等提供了可能，成为当前国内外研究的重要方向之一。为了研究水下运动目标水面波纹的特点，论文采用三维不可压缩RANS方程，辅以RNG k-湍流模型以及VOF自由面处理方法建立了水下运动目标水面波纹模拟的数学模型，并对水下航行体在不同速度及深度等参数情况下的水面波纹进行模拟，分析了速度及深度等参数与尾迹特征的关系。论文结果对实尺度水下潜艇的海面波纹模拟以及水下潜艇探测技术的研究具有意义。
    Abstract: The interaction of moving submerged target and fluid will generate specific wave patterns, such as the Kelvin wave and the Bernoulli dome, which provides possibility for the airborne and spaceborne radar to get the parameters including location and velocity of the target using photoelectric detection. It has become an important research direction. In order to study the characteristics of the wave pattern, a mathematic model was established by using the 3-D incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations, RNG k- turbulence model and the volume-of-fluid (VOF) method. The simulation result of the wave patterns of the submerged target at different depths and velocities reveals the relationship between the parameters and the wave pattern. The result obtained is significant for the simulation and detection technology of real submarines.
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    [5] 李紫慧, 王续跃.  层合板激光往复扫描弯曲中翘曲变形数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206008-1206008(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206008
    [6] 李紫慧, 王续跃.  金属复合板激光弯曲过程中翘曲变形数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506004-0506004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0506004
    [7] 彭进, 张文洁, 王星星, 郭国全, 张芙蓉.  焊丝熔化填充方式对激光焊接熔池影响的数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 306005-0306005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0306005
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    [9] 高铁锁, 江涛, 丁明松, 董维中, 刘庆宗.  高超声速拦截弹绕流红外辐射特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204001-1204001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1204001
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-01
  • 修回日期:  2018-07-20
  • 刊出日期:  2018-11-25

水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析

doi: 10.3788/IRLA201847.1126004
  • 1. 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
    • 作者简介:

    李丹梦(1992-),女,硕士生,主要从事光电成像技术方面的研究。Email:lidmtx@163.com

  • 收稿日期: 2018-06-01
  • 修回日期: 2018-07-20
  • 刊出日期: 2018-11-25
基金项目:

国家自然科学基金（61575023）;总装武器装备预研基金（9140A02060415BQ01005）

  • 中图分类号: U661.3;TP321;O352

摘要: 水下运动目标与水体的相互作用会在水面产生开尔文尾迹和伯努利水丘等特定波纹，为机载、星载的雷达光电探测水下运动目标的位置及速度等提供了可能，成为当前国内外研究的重要方向之一。为了研究水下运动目标水面波纹的特点，论文采用三维不可压缩RANS方程，辅以RNG k-湍流模型以及VOF自由面处理方法建立了水下运动目标水面波纹模拟的数学模型，并对水下航行体在不同速度及深度等参数情况下的水面波纹进行模拟，分析了速度及深度等参数与尾迹特征的关系。论文结果对实尺度水下潜艇的海面波纹模拟以及水下潜艇探测技术的研究具有意义。

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