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作者：尹汉军;张琪;谭海月;常强博;韩笑笑;何镇阳;武文斌;王俊荣;
单位：中海油研究总院有限责任公司;中国海洋大学工程学院;宁德时代新能源科技股份有限公司;山东省海洋工程重点实验室;
摘要：针对潜艇、潜体等水下潜器在作业时遭遇内孤立波常出现失控和掉深的现象，为系统研究海洋内孤立波作用下水下潜器的受力特性问题，本文建立了三维内孤立波数值水槽，采用速度入口法生成内孤立波，通过求解雷诺平均化的Navier-Stokes(RANS)方程来描述流场特征，进而获取水下Suboff固定潜器所受到的流场载荷。通过将本文数值结果与内孤立波作用下有限长圆柱受力的已发表实验结果进行对比，验证本文数值模型的有效性。本文运用该模型模拟了大量的数值算例，分析了潜器潜深、内孤立波波幅和上、下流体厚度分层比等参数对潜器力学特性的影响规律，解释了固定潜器在内孤立波流场中受力异变的本质原因。数值模拟结果显示，潜器相对内孤立波的潜深位置是影响固定潜器受力特性的关键参数，尤其是未穿过波面的潜器，其垂向载荷幅值仅为完全穿过波面的潜器垂向载荷幅值的3%;其次，当潜器能完全穿过内孤立波波面时，波幅和流体分层比均对潜器载荷幅值的影响不显著，而主要影响载荷的作用时长。本文研究成果能为内孤立波流场中水下潜器的安全航行提供理论基础与技术支撑。
关键词：内孤立波;;水下潜器;;载荷特性;;数值分析;;计算流体力学
基金资助：中国海洋石油有限公司科技课题项目(KJZH-2023-2404);; 国家自然科学基金项目(52088102,51879287)资助~~
