The present invention relates to a method for calculating the pressure inflow of a ballast tank without a sea valve at longitudinal tilt based on a three-dimensional model, including S1, establishing a net volume model of a ballast tank without a sea valve through a three-dimensional modeling software, S2, establishing a reference plane, including the average draft height level, the inclined water level and the free water level of the inflow. 3. Establishing control parameters associated with geometric elements, including input constants, input variables and output; 4. Establishing intake model and obtaining net volume model of intake free surface cutting tank; S5. Solving F (H) = P1 (H) * (V0 VP (H) 820 The solution H of the equation is input into the three-dimensional model, and the corresponding geometric parameters of pressure water inflow are output, including the volume Vp of water inflow and the coordinates of centroid position. The invention can improve the calculation accuracy and efficiency of pressure inflow of ballast tank without sea valve under the condition of longitudinal and inclined angle.
【技术实现步骤摘要】
基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法
本专利技术涉及水下航行器性能计算
,具体涉及一种利用三维模型计算水下航行器在不同吃水和纵倾条件下无通海阀压载水舱压力进水量的方法。
技术介绍
水下航行器如大型UUV等是通过压载水舱注水来实现上浮下潜。压载水舱分为有通海阀和无通海阀两种。其中无通海阀压载水舱底部是格子板,与海水相通。当水下航行器在水面航行的时候,仅靠液舱内空气压力顶住海水来保证液舱内不进水。当水下航行器发生纵倾时,由于倾斜一方吃水加大,水压变高,由此造成压载水舱内被压入更多的水量,这个水量被称为压力进水量。各个压载水舱压力进水量的累积量很大,会显著加重水下航行器的倾覆风险。在计算纵倾条件下水下航行器浮性、稳性时必须对这些进水量进行扣除,否则预报的浮性和稳性指标偏于危险。过去依据图纸进行计算时,提取图纸信息的工作量比较大,而且由于无法准确获得计算所需的任意倾斜水线下的液舱净容积和容积形心位置,只能近似估算。因此过去计算压力进水量既不准确又耗时费力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足,提供基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,它能够提高纵倾条件下无通海阀压载水舱压力进水量计算精度和效率,用于水下航行器纵倾条件下的浮性和稳性修正计算。本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为:一种基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,包括以下步骤:S1、通过三维建模软件建立某无通海阀压载水舱净容积模型;S2、建立参考平面,包括平均吃水高度平面,倾斜水线面,以及平行于所 ...
【技术保护点】
1.一种基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,其特征在于,该计算方法包括以下步骤:S1、通过三维建模软件建立某无通海阀压载水舱净容积模型;S2、建立纵情时参考平面,包括平均吃水高度平面,倾斜水线面,以及平行于所述倾斜水线面的进水量自由液面平面、自由液面最高平面和自由液面最低平面;S3、建立与几何要素相关联的控制参数,控制参数包括输入常量、输入变量和输出量;S4、建立进水量模型,通过进水量自由液面切割液舱净容积模型获得;S5、通过合适的数学方法求解以下关于H的方程的解:F(H)=P1(H)×(V0‑VP(H))‑P0×V0=0 (7)式中:H为进水量自由液面与倾斜水面距离,为输入变量,Vp为压力进水量,输入H后可直接通过三维模型提取对应的Vp值,V0为液舱净容积,P0为正浮状态液舱气压,为输入常量,P1为进水后剩余液舱气压,P1(H)=Pa+ρgH,Pa为外界大气压,然后将求得的方程解H输入三维模型中,从而输出对应的压力进水量几何参数,包括进水量体积Vp及形心位置坐标。
【技术特征摘要】
1.一种基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,其特征在于,该计算方法包括以下步骤:S1、通过三维建模软件建立某无通海阀压载水舱净容积模型;S2、建立纵情时参考平面,包括平均吃水高度平面,倾斜水线面,以及平行于所述倾斜水线面的进水量自由液面平面、自由液面最高平面和自由液面最低平面;S3、建立与几何要素相关联的控制参数,控制参数包括输入常量、输入变量和输出量;S4、建立进水量模型,通过进水量自由液面切割液舱净容积模型获得;S5、通过合适的数学方法求解以下关于H的方程的解:F(H)=P1(H)×(V0-VP(H))-P0×V0=0(7)式中:H为进水量自由液面与倾斜水面距离,为输入变量,Vp为压力进水量,输入H后可直接通过三维模型提取对应的Vp值,V0为液舱净容积,P0为正浮状态液舱气压,为输入常量,P1为进水后剩余液舱气压,P1(H)=Pa+ρgH,Pa为外界大气压,然后将求得的方程解H输入三维模型中,从而输出对应的压力进水量几何参数,包括进水量体积Vp及形心位置坐标。2.根据权利要求1所述的基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,其特征在于,步骤S3中,输入常量包括平均吃水深度T、纵倾角度θ、密度ρ、重力加速度g、压力进水量最高位置与倾斜水线面距离Hmin、压力进水量最低位置与倾斜水线面距离Hmax、正浮吃水T0、初始液舱气压P0、液舱净容积V0;输入变量是自由液面与倾斜水面距离H;输出量为压力进水量体积Vp及形心位置。3.根据权利要求1或2所述的基于三维模型的纵倾时无通海阀压载水舱压力进水量的计算方法,其特征在于,步骤S5中,已知自由液面最高平面距离倾斜水线面的距离为Hmin、自由液面最低平面距离倾斜水线面的距离为Hma...
【专利技术属性】
技术研发人员:凌昊,罗瑞,周凌,刘义军,吴方良,
申请(专利权)人:中国舰船研究设计中心,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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