分層流體中潛體存在對(duì)水聲環(huán)境的影響.pdf

1、聲學(xué)手段是對(duì)水下潛體探測(cè)最有效的途徑之一。聲波在海洋中傳播時(shí)受到諸多環(huán)境因素的影響，如海水溫度、密度、流速分層等，其中海水溫度的分布對(duì)聲波傳播速度的影響最為顯著。不同特性的海水分層，在傳熱、密度混合和速度剪切等作用下，海水的運(yùn)動(dòng)使原有的聲速分布發(fā)生改變。特別的，當(dāng)海洋中潛體存在時(shí)，導(dǎo)致的潛體繞流和渦脫落等現(xiàn)象，改變了水下聲傳播環(huán)境，導(dǎo)致接收到的聲信號(hào)發(fā)生異常。為了了解分層流體中潛體存在時(shí)流體運(yùn)動(dòng)和水聲環(huán)境變化規(guī)律，本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟

2、件，開(kāi)展了對(duì)分層流體中水下潛體存在對(duì)水聲環(huán)境影響的仿真研究。
　　計(jì)算流體力學(xué)是對(duì)分層流體中流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究的重要理論，因此本文首先對(duì)計(jì)算流體力學(xué)的基本理論及其控制方程的離散方式和湍流計(jì)算模型進(jìn)行了探討研究，對(duì)分層流體中流體運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性條件進(jìn)行了推導(dǎo)。其次，從分層界面的穩(wěn)定性準(zhǔn)則出發(fā)，對(duì)兩層流體中無(wú)潛體時(shí)在不同工況下，流體中的溫度分布和分層界面變化情況進(jìn)行了仿真研究，得到了在不同溫度、密度、流速梯度下，流體中的溫度分布云圖和速度矢

3、量圖。
　　再次，建立了兩層流體中潛體存在時(shí)的有限元模型，并得到了不同工況下溫度分布和分層界面的變化規(guī)律，分析了在不同溫度、密度、流速梯度環(huán)境，潛體引起的潛體繞流和渦脫落現(xiàn)象對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的影響和界面波動(dòng)的形成原因，并通過(guò)與無(wú)潛體時(shí)得出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，說(shuō)明了兩層流體中潛體對(duì)水聲環(huán)境的影響作用。
　　最后，本文對(duì)連續(xù)分層流體中潛體存在時(shí)的流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真分析。建立了標(biāo)準(zhǔn)SUBOFF潛體的有限元模型，得到了潛體在海洋中運(yùn)動(dòng)時(shí)的