水平细长圆柱潜体侧面遭遇内孤立波时的运动响应

摘要

基于两层流中典型的Kdv型内孤立波方程,初步开展了水平细长圆柱潜体侧面遭遇内孤立波时运动响应的研究.采用Morison公式近似计算潜体受到的内孤立波力,根据潜体运动方程建立内孤立波作用下潜体运动响应的时域数值模型,采用四阶龙格库塔法求解.选取中国南海附近深水海域中典型的流体分层参数及下凹型内孤立波特征参数,参考常规潜艇外形尺寸选取简化水平细长圆柱模型,近似模拟了两种悬浮位置下圆柱型潜体的运动响应.数值结果表明,当潜体位于分界层上时,潜体受到很大的水平作用力,会产生很大的水平位移;潜体位于内孤立波波动范围内时,由于潜体穿过内孤立波波面导致潜体周围流体的密度改变,潜体浮力发生快速变化,在较大的向下的垂向力作用下,潜体加速向下运动,短时间内产生较大幅度掉深.