水下作业装置偏航、俯仰状态稳定性分析.pdf

第47卷第4期舰船科学技术Vol.47,No.4

2025年2月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYFeb.,2025

水下作业装置偏航、俯仰状态稳定性分析

张港庆，董建帅23，苏世杰，陈赞，晏飞1

3.深海技术科学太湖实验室，江苏无锡214082）

摘要：近年来，随着人们对海洋资源探索的不断深入，水下作业装置的性能也越来越受到人们的重视。为

了研究水下作业装置在偏航和俯仰状态下的水动力学特性，本文基于雷诺时均N-S方程（RANS）和RNGk-ε端流

模型，对SUBOFF潜艇进行数值模拟，并与实验数据进行比较，验证了数值模拟方法的有效性和可靠性。其次，在

数值模拟中研究了不同偏航角和俯仰角对水下作业装置表面压力和涡旋的影响；并在PIV试验中研究了不同偏航角

和俯仰角对水下作业装置尾流速度的影响。结果表明，随着偏航角和俯仰角的增大，迎流面的表面压力逐渐增大，

涡旋向背流侧发展，尾流速度阻塞区域增大，低速区范围逐渐扩大。

关键词：水下作业装置；数值模拟；流体动力；PIV

中图分类号：U661.1文献标识码：A

doi:10.3404/j.issn.1672-7649.2025.04.008

文章编号：1672-7649(2025)04-0045-06

Stabilityanalysisofunderwateroperatingequipmentinyawandpitchstate

ZHANGGangqing,DONGJianshuai?,SUShijie,CHENYun,YANFeil

(1.SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China;2.ChinaShipScientif-

icResearchCenter,Wuxi214082,China;3.TaihuLaboratoryofDeepseaTechnologicalScience,Wuxi214082,China)

Abstract:Inrecentyears,withthedeepeningoftheexplorationofMarineresources,theperformanceofunderwater

operatingequipmenthasbeenpaidmoreandmoreattention.Inordertostudythehydrodynamiccharacteristicsofunderwa-

teroperatingequipmentunderyawandpitchconditions,numericalsimulationofSUBOFFsubmarinebasedonReynolds

time-meanN-Sequation(RANS)andRNGk-turbulencemodeliscarriedoutinthispaper.Theeffectivenessandreliabil-

ityofthenumericalsimulationmethodareverifiedbycomparisonwiththeexperimentaldata.Secondly,theinfluenceofdif-

ferentyawAngleandpitchAngleonthesurfacepressureandvortexofunderwater