在确认艇模阻力性能数值计算精度的条件下，着重关注典型艇尾构型对流体动力性能的影响，以指导其优化设计，并为泵喷进流提供有利伴流条件。比较分析对象包括光体无尾翼AFF-1、带围壳艇体无尾翼AFF-2、无围壳艇体十字形翼AFF-3、无围壳艇体十字形翼轴向前移AFF-10、无围壳艇体X形翼、无围壳艇体木字形翼和无围壳艇体星形翼7个对象，其网格拓扑、网格节点数量和壁面网格节点空间分布如图8.45和图8.46所示，定量分析其总阻力、摩擦阻力、桨盘面伴流不均匀度、轴向速度分布和湍流速度脉动量分布以及涡量场分布特征，为全附体潜艇尾翼构型优化设计提供判断依据。
图8.45 SUBOFF系列潜艇简化壳体网格拓扑和壁面结构化网格单元
（a）光体AFF-1，网格节点数288万个；（b）带围壳光体AFF-2，网格节点数566万个；（c）带十字形翼光体AFF-3，网格节点数478万个；（d）带前移十字形翼光体AFF-10，网格节点数480万个
图8.46 SUBOFF系列潜艇全附体壳体网格拓扑和壁面结构化网格单元
（a）X形翼，网格节点数578万个；（b）木字形翼，网格节点数610万个；（c）星形翼，网格节点数700万个；（d）带围壳X 形翼，网格节点数721万个；（e）带围壳木字形翼，网格节点数761万个；（f）带围壳星形翼，网格节点数847万个
计算得到七种对象的流场特征如图8.47和图8.48所示。图中，涡量对值面对应为Q=10-4s-2。可知，桨盘面轴向速度分布、湍流速度脉动量分布以及涡量分布三者完全对应，附体伴流的影响直接体现在湍流强度上。无围壳及尾翼存在时，伴流周向均匀；仅有围壳存在时，围壳根部马蹄涡下游游离使得桨盘面诱导出现局部对旋涡，出现一处湍流强度集中区；十字形翼存在时，周向对称翼型各自根部的马蹄涡游离使得桨盘面汇集成四束主涡区，涡轴分别位于方位角±45°和±135°（12点钟方位为方位角0°）处；十字形翼轴向前移后，桨盘面湍流强度减小；改为X形翼后，主涡束方位角周向旋转45°，且桨盘面湍流强度略有减小；进一步改变为木字形翼后，辅翼马蹄涡使得下方两束主涡各自分裂为两束小涡，桨盘面伴流不均匀度和湍流强度均显著增加；若改变为星形尾翼，则水平辅翼同样将左右两束主涡各自分裂为两束小涡，但桨盘面伴流不均匀度和湍流强度均比木字形翼更小，更为可取。
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图8.47 SUBOFF系列潜艇简化壳体桨盘面流体动力性能特征
（a）AFF-1；（b）AFF-2；（c）AFF-3
图8.48 SUBOFF系列潜艇复杂尾翼桨盘面流体动力性能特征
（a）AFF-10；（b）X形翼；（c）木字形翼；（d）星形翼
定量计算得到7个对象的流动参量取值如表8.6所示。可知，无论是围壳还是尾翼，均会增加阻力，且围壳阻力分量更大，但尾翼的存在使得桨盘面伴流不均匀度和湍流强度均更加显著。十字形翼轴向前移有利于减小阻力、不均匀度以及湍流强度。无论是阻力、桨盘面不均匀度，还是桨盘面湍流强度，星形翼都介于X形翼和木字形翼两者之间，值得采纳。
表8.6 SUBOFF系列潜艇流动参量CFD计算值
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