张建华
- 作品数：27 被引量：54H指数：4
- 供职机构：中国人民解放军海军潜艇学院更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金国家自然科学基金武器装备军内科研项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程自动化与计算机技术金属学及工艺文化科学更多>>
- 潜艇高压气吹除主压载水舱过程的数值模拟被引量：9
- 2015年
- 采用结构化六面体网格对主压载水舱内部流场进行离散化,基于FLUENT流体计算软件,应用VOF两相流模型,对10 m及20 m水深时高压气吹除主压载水舱过程进行了数值模拟,研究了气液两相界面的形成及生长过程,深入分析了水舱排水速率的变化规律,并针对压载水的残留现象提出了实际操艇过程中需要注意的问题。仿真结果与现有文献中实体模型的实验结果吻合较好,均揭示了吹除过程中水舱内部压力及排水速率的波动现象,验证了数值模拟方法的准确性和有效性。为与实际情况相符,还提出了针对入口及出口边界条件的改进方案。
- 张建华胡坤刘常波
- 关键词：CFD两相流
- 潜艇低速通过海洋密度锋时运动特性仿真研究被引量：2
- 2014年
- 在海洋锋动特性问题的研究中,由于海洋锋作为海洋中普遍存在的一种现象,会对航行在其中潜艇的垂直面运动姿态产生可观的影响。特别是当潜艇低速通过海洋密度跃升层时,由于浮力会发生明显的变化,如果不能及时有效地对潜艇实施操纵控制,会严重危害到潜艇航行安全。为解决上述问题,根据潜艇通过海洋密度锋区的受力特点,建立潜艇在海洋密度锋中的垂直面运动模型。通过潜艇垂直面运动仿真,分析了潜艇低速通过海洋密度跃升层的运动特性,结果表明,在不同航速条件下潜艇通过海洋密度峰时,具有不同的运动特性,当潜艇在海洋密度峰中航行时,应根据航速来采取相应的操纵措施。
- 郑磊胡坤张建华
- 关键词：潜艇低速
- 基于Fluent的潜艇高压气排水速率深度影响研究被引量：4
- 2013年
- 深度是潜艇高压气排水速率的重要影响因素之一。基于Fluent流体计算软件,应用VOF两相流模型对高压气吹除主压载水舱过程进行数值模拟,研究高压气排水速率随潜艇深度变化的规律,并提出高压气在使用过程中所需注意事项。数值结果表明,在高压气吹除初始阶段,排水速率会有短时的波动过程。另外,随着潜艇深度增加,高压气稳定排水速率呈指数下降趋势,因此在潜艇应急浮起过程中,应适时解除水舱压力,以控制好潜艇纵倾和深度。
- 张建华杨伟徐亦凡何斌
- 关键词：数值模拟潜艇
- 潜艇高压气瓶放气过程的理论分析与数值仿真被引量：7
- 2014年
- 潜艇高压气应急吹除主压载水舱过程中,气瓶作为重要的气动元件,其内部气体压力和释放气体时的质量流量对应急吹除系统的工作性能具有重要影响。采用基于RANS方程求解的CFD方法对高压气瓶放气过程进行了数值仿真,采用等温模型和绝热模型对气瓶内压力和释放气体的质量流量计算方法分别进行了建模推导,得到了高压气瓶放气时气瓶内压力和释放气体的质量流量时历曲线。结果表明,气瓶出口截面马赫数对气体质量流量变化规律影响严重,而对气瓶内压力变化规律的影响较小。
- 丁风雷张建华王雁
- 关键词：高压气瓶压降数值仿真
- 基于VOF模型的潜艇主压载水舱吹除特性数值模拟被引量：3
- 2022年
- 为准确掌握高压气应急吹除主压载水舱过程中气-水间的相互作用规律,基于RANS方法和VOF两相流模型对实尺度模拟主压载水舱的高压气吹除特性开展了数值仿真研究,分析了入口压力与出口背压分别对入射高压气体质量流量、主压载水舱排水速率以及水舱上部气压分布的影响,揭示了水舱内气水界面的生成与发展规律。仿真结果表明:应急吹除时主压载水舱排水速率呈现先波动后趋于稳定的变化规律,且水舱的内外压差始终在其耐压范围之内。研究结论可为潜艇指挥员紧急情况下果断采取应急吹除或短路吹除措施提供理论依据。
- 张建华黄海峰刘广旭胡坤
- 关键词：VOF潜艇体积分数
- 潜艇升降舵卡时高压气使用决策分析被引量：1
- 2016年
- 在潜艇垂直面运动数学模型的基础上,仿真分析潜艇在不同航速下操单舵和操双舵时的运动特性,对不同航速下的不同艉升降舵舵卡情况进行应急挽回操纵仿真实验,通过比较,总结出潜艇必须使用高压气进行挽回的舵卡情况,提出舵卡时的高压气供气方案,绘制成"艉舵卡挽回操纵高压气使用需求图";通过对典型舵卡情况进行供气挽回仿真实验,验证供气方案的可行性。
- 胡坤徐亦凡张建华
- 关键词：潜艇
- 航速和力对潜艇垂直面运动影响仿真分析
- 2021年
- 针对潜艇垂直面受外力作用下的操纵运动响应,在潜艇垂直面线性操纵运动方程的基础上,对不同航速时潜艇在外力作用下运动特性进行了理论分析。进而以模型潜艇为研究对象,基于潜艇垂直面线性操纵运动方程进行数值仿真验证,分析了不同航速的潜艇在静力和升降舵舵力作用下的运动特性以及艏、艉升降舵的操纵特点。理论分析与仿真结果表明,航速以及外力在潜艇纵向上的作用点对潜艇的操纵特性有着重要的影响,作用在潜艇上的外力一定时,在不同的航速、不同的作用位置条件下潜艇会呈现出完全不同的运动规律。仿真结论对潜艇指挥员正确操纵指挥潜艇有一定的现实指导意义。
- 胡坤何斌张建华杨国栋
- 关键词：潜艇航速
- 关于潜艇破损进水实时监视管理系统设计被引量：4
- 2018年
- 潜艇水下破损进水应急操纵的时效性要求高,且破损舱室不同,所采取的挽回措施也有所差异,但目前缺乏有效的实时监视手段为艇员提供破损进水的快速报警与破损位置信息。为实现水下潜艇破损进水的实时监测,基于专家系统理论设计了一种潜艇破损进水实时监视管理系统。以扩展卡尔曼滤波对潜艇破损进水所产生的损失浮力与力矩的实时估计值为监视数据源,通过分析破损进水相关参数的估计值与破损情况之间的映射关系建立系统知识库,使用确定性推理方法实时推断潜艇是否破损与破损时的进水舱室。仿真结果表明所设计的监视管理系统能够迅速准确判断进水情况,为今后潜艇破损进水监视自动化的工程实现提供了一种可以参考借鉴的方法。
- 聂海英刘常波张建华
- 关键词：潜艇扩展卡尔曼滤波破损进水专家系统
- 改进粒子群优化算法在潜艇深度控制系统的应用被引量：4
- 2021年
- 针对基本粒子群优化(PSO)算法收敛率低,局部搜索精度不够等缺点,提出了一种基于混沌变异思想的改进PSO算法,即LCPSO算法。一是利用混沌运动的遍历性和随机性对粒子进行混沌初始化;二是当判断算法已经停滞时,通过变异混沌扰动来增加粒子的多样性。典型测试函数验证结果表明,LCPSO算法能有效增强PSO算法的全局搜索能力,并且能避免算法的早熟收敛问题,具有较强的鲁棒性。LCPSO算法在模型潜艇深度控制系统中的水动力系数优化问题和PID算法中的控制参数优化问题中的应用,证明了该算法的有效性和实用性。
- 胡坤何斌张平张建华
- 关键词：粒子群潜艇
- 90°弯管对潜艇高压气管路沿程压力损失的影响分析被引量：2
- 2020年
- 针对潜艇高压气管路中弯管的压降损失及其等效长度计算问题,采用计算流体力学(CFD)方法对90°弯管内超高压气体的流动过程进行了数值模拟。用六面体结构化网格对流动区域进行网格划分,通过直接数值求解由RNG k-ε湍流模型封闭的RANS方程研究管道内部流场形态,得到了弯管内部的压力分布与速度分布并捕捉到二次流的生成和发展过程,计算结果与其他学者开展的数值仿真以及模型实验结果相一致。仿真结果表明,弯管引起的局部压降会较大程度增加管路的总压力损失,进而影响高压气应急吹除效率,在潜艇设计建造阶段必须予以重视,同时也验证了采用RNG k-ε湍流模型模拟弯管内超高压气体流动特性的可行性及有效性。
- 张建华胡坤黄海峰魏敬广
- 关键词：潜艇二次流
