排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响

摘要：

水下航行器动力系统循环冷却水经由排放口排出,与环境水体掺混换热形成热射流.热射流在环境水体中扩散、浮升并在水体表面形成红外特征.为探究排放口结构对水下航行器热射流红外特征的影响,文中采用仿真分析结合实验验证的方法进行研究.依托CFD计算软件平台建立水下航行器运动模型,设计不同半径比椭圆形排放口结构并对比热射流红外特征差异.通过缩比水池实验验证椭圆形排放口半径比对热射流红外特征的影响,同时验证仿真计算方法及设计参数的有效性.在椭圆形排放口的基础上,进一步设计排放口数量及分布位置,抑制热射流红外特征,提升水下航行器热隐身性能.根据仿真计算及实验结果可知,在排放流量相同的条件下,半径比越小的椭圆形排放口热射流掺混换热效果越好,红外特征越不明显.同时,增加排放口数量以及排放口分布位置采用两翼排列方式可以进一步加强热射流温度衰减,降低水面最高峰值温度.

关键词：水下航行器、热射流、排放口、结构设计、红外特征

所属期刊栏目：52

分类号：O358(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金52271354

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：30-39