为了探索研究不同尺寸的流水孔对潜艇上层建筑背水和孔口出水的影响，基于RANS方法、滑移网格以及内外域交互的数值计算方法，以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象，对不同缩比的圆形流水孔在不同吃水下的孔口溢流和非水密上层建筑内腔余水等进行数值计算，并对比分析了不同缩比下流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律。研究结果表明：流水孔的尺寸越大，非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快，流水孔的流量越大；通过综合对比分析，缩比为1∶16.67流水孔的流量系数最优。本文计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑。
In order to explore and study the effect of different sizes of water holes on the backwater and water outflow from the submarine’s superstructure, based on the calculation method of sliding grid and with interaction between internal and external domains. Taking the local hull model with superstructure water holes as the research object, numerical simulation of the overflow of circle water holes of different scales at different draughts was carried out, and the superstructure residuals of circle water holes of different sizes were compared and analyzed. The change law of parameters such as water volume, residual water height, orifice flow and discharge coefficient. The research results show that: the smaller the shrinkage of the water hole，the larger the size of the water hole, the faster the change in the volume and height of the remaining water in the non-watertight superstructure, and the greater the flow of the water hole. Through comprehensive comparison and analysis, the flow coefficient of the flow hole with the reduction ratio1:16.67 is the best. The calculation method and the related conclusions can provide some theoretical support for the design of water hole of real submarine.
2022,44(14): 12-17 收稿日期：2021-06-25
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2022.14.003
分类号：U662.3
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51479207）
作者简介：魏可可 (1992-)，男，博士，研究方向为船舶水动力
参考文献：
[1] 孟生, 张宇文, 裴環. 潜艇流水孔阻力特性分析[J]. 计算机测量与控制, 2011, 19(5): 1098–1011
[2] 孟生, 张宇文, 李林杰. 潜艇流水孔偏角特性研究[J]. 计算机仿真, 2011, 28(5): 17–25
[3] 张航, 冯大奎, 蔡潇, 等. 开孔分布对空腔流动特性的分析[J]. 舰船科学技术, 2017, 39(6): 48–52
[4] 张楠, 沈泓萃, 姚惠之. 带流水孔潜体流场数值模拟[J]. 船舶力学, 2004, 8(1): 1–11
[5] 张楠, 沈泓萃, 姚惠之. 潜艇流水孔阻力数值计算与回归分析研究[J]. 船舶力学, 2004, 8(4): 5–15
[6] 张言才, 宋建荣. 船舶压载水舱流水孔选型的模糊综合评判[J]. 江苏船舶, 2014, 31(3): 4–7
[7] 张允. 开孔潜体流场与声场的数值模拟[D]. 上海: 上海交通大学, 2011.
[8] 熊鳌魁, 仲夏, 包胜平. 二维潜艇流水孔空腔减阻数值研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2014, 38(2): 280–284
[9] 李维嘉, 江涛, 蔡斌. 基于ADAMS优化设计的某潜艇用流水孔启闭装置[J]. 中国舰船研究, 2014, 9(4): 113–119
