近水面潜航体的长径比对海表尾迹的时频域影响

为探究潜艇长径比对海表尾迹特征的影响，构建与实艇尺寸相当且长径比各不相同的主艇体模型，采用计算流体力学(CFD)方法模拟其近水面匀速潜行时产生的兴波尾迹，并对时域空间尾迹信号进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT)，获取尾迹信号的功率谱密度(PSD)分布图．同时考虑实际海水密度稳定层化背景，结合分层流内波的模态分析理论，有效分离海表尾迹的内波成分．研究表明：当近水面航行时，分层效应影响较小，产生的尾迹波谱密度值约占海表尾迹波系的1%，而尾迹波系的首、尾横波能否发生有利干扰相较于艇体排水量的差异对自由面兴波尾迹的时域和频域特征影响更大；当首尾兴波均发生有利干扰时，长径比较小的艇型海表尾迹的高频波成分占比相对较小，在排水量增大的同时，仍具有较好的尾迹隐身性能．