温度分层流体中潜航器激发内波试验

摘要

当水下航行体在温度、密度沿垂向存在分层现象的流体环境中航行时,海水微团会因潜航体的扰动偏离其初始平衡位置并在浮力和重力的作用下往复振动进而形成内波.内波的传播会对原有的温度场产生扰动,因此可以通过对水温扰动特性展开研究来逆向分析潜航体的运动状态.现阶段关于温度变化研究大多停留于理论探讨和数值仿真阶段,缺乏模型试验进行对照,同时温度受环境影响较大,更需要从模型试验角度进行探究.基于上述因素,文中建立了一套试验系统,在试验室尺度下通过温度变化模拟海洋温度跃层环境形成并探究其温度变化情况.研究发现在存在温度分层的流体环境中,潜航体行进过程中存在一个临界速度U_(c),在航速达到U_(c)之前,潜航体产生的温度扰动效果与航速之间近似于线性正相关关系;在航速达到U_(c)后,即使继续增大航速,其产生的温度扰动效果依旧不会有明显增幅;直到航速突破极限速度U d后温度扰动效果才会继续增加.为进一步模拟海洋环境及反潜隐身相关研究提供参考.