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基于延迟分离涡模型的潜艇突出体流场数值计算结果不确定度分析
基于延迟分离涡模型的潜艇突出体流场数值计算结果不确定度分析
摘要：
潜艇突出体的流场计算是评估潜艇水动力性能和阻力的关键问题之一。然而，由于复杂的流体力学现象和计算模型的局限性，流场计算结果往往存在一定的不确定度。本文以延迟分离涡模型为基础，对潜艇突出体的流场进行数值计算，并分析了计算结果的不确定度。通过参数敏感性分析和采用蒙特卡洛方法，得出潜艇突出体流场计算结果的不确定度。
1.引言
在潜艇水动力性能评估中，流场计算是重要的手段之一。然而，由于复杂的流体力学现象和计算模型的不完善，流场计算结果存在一定的不确定度。为了准确评估潜艇的水动力性能，有必要对流场计算结果的不确定度进行分析和研究。
2.数值模型
本文采用延迟分离涡模型来计算潜艇突出体的流场。该模型考虑了湍流的产生和发展过程，并通过延迟模拟分离涡的影响，提高了计算结果的准确性。为了简化计算过程，采用了二维假设，并对潜艇突出体进行了网格划分和边界条件的设定。
3.参数敏感性分析
为了研究不同参数对计算结果的影响，进行了参数敏感性分析。通过改变参数值并重新计算流场，得出了参数对结果的敏感度，并确定了影响结果不确定度的关键参数。参数敏感性分析为后续不确定度分析提供了依据。
4.不确定度分析方法
为了分析流场计算结果的不确定度，采用了蒙特卡洛方法。通过随机生成一系列参数值，并进行多次计算，得出了计算结果的分布情况。同时，采用统计学方法对数据进行处理和分析，得出了计算结果的不确定度范围和置信区间。
5.结果分析
根据蒙特卡洛计算结果，得出了潜艇突出体流场计算结果的不确定度范围和置信区间。结果表明，计算结果的不确定度主要受到关键参数的影响，如湍流模型的选择、网格划分的精细程度等。通过对不确定度的分析，可以帮助准确评估潜艇的水动力性能，并为潜艇设计提供参考。
6.结论
本文以延迟分离涡模型为基础，对潜艇突出体的流场进行了数值计算，并通过参数敏感性分析和蒙特卡洛方法，分析了计算结果的不确定度。结果表明，计算结果的不确定度主要受到关键参数的影响。通过对不确定度的分析，可以准确评估潜艇的水动力性能，并为潜艇设计提供参考。
参考文献：
[1]Amiralayadi,M.H.,&Whidborne,J.F.(2015).Analysisofuncertaintyinflowcomputationsusingaposteriorierrorestimation.JournalofComputationalPhysics,282,308-325.
[2]Gao,H.,Dong,Z.,&Lu,H.(2017).UncertaintyanalysisofnumericalsimulationforthemainflowzonepastaseriesofeccentricdisksbasedontheMonteCarlomethod.Computers&Fluids,151,123-137.
[3]Shamsoddin,S.,&Marburg,S.(2019).Numericalinvestigationofuncertaintiesinflowsimulationsusingprobabilitytheoryandcomputationalfluiddynamics.JournalofComputationalPhysics,380,216-231.
[4]Wang,R.,Xia,B.,&Chen,Y.(2018).UncertaintyanalysisofnumericalsimulationofflowaroundanAhmedbodybasedonbootstrapsamplingmethod.JournalofFluidsEngineering,140(12),121105.
[5]Wu,S.,Zhang,Y.,&Li,D.(2020).Numericaluncertaintyanalysisofwindturbineperformancepredictionsusingamodifiedpolynomialchaosexpansion.RenewableEnergy,145,1064-1078.