水下垂直發(fā)射的航行體在出水過程中超空泡的形成、潰滅及其與自由面相互作用的水動力學機理研究.pdf

1、超空泡技術(shù)在水下航行體減阻方面的研究和應(yīng)用已經(jīng)受到很多國家的重視，相關(guān)方面已經(jīng)取得了大量研究成果。水下航行體超空泡垂向出水問題是超空泡技術(shù)的重要部分，在提高水下潛射導彈作戰(zhàn)性能方面有著重要的應(yīng)用價值。然而水下航行體超空泡出水伴隨著多相流、空化、相變、湍流不穩(wěn)定性等復(fù)雜現(xiàn)象，航行體所受的作用力呈現(xiàn)強的非定常、非線性，目前國內(nèi)外這方面的研究文獻并不多?；谝陨媳尘?，本文對航行體在出水過程中超空泡的形成、潰滅及其與水平面相互作用的水動力學機理

2、進行了研究。
　　本文以實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合，對航行體超空泡出水過程進行了研究。實驗研究在實驗室現(xiàn)有實驗裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)計加工了不同頭型和長徑比的航行體模型，利用高速攝影儀拍攝得到航行體出水實驗圖像，實現(xiàn)出水超空泡流動的可視化。通過開展不同航行體模型的實驗，研究了航行體出水超空泡的穩(wěn)定性，并對航行體出水失穩(wěn)的原因進行分析。研究發(fā)現(xiàn)小長徑比航行體的穩(wěn)定性比大長徑比航行體的穩(wěn)定性差，長徑比8以上的圓盤型航行體（包括平頭和圓臺型頭型），

3、能夠形成穩(wěn)定的出水彈道，有錐角的航行體出水穩(wěn)定性較差，半球型頭部的航行體穩(wěn)定性最差。計算了不同航行體模型超空泡出水過程位移、速度、空化數(shù)、和阻力系數(shù)等流場參數(shù)，給出了不同航行體超空泡出水過程中阻力系數(shù)隨空化數(shù)變化的擬合公式，分析了不同模型阻力系數(shù)隨空化數(shù)的變化規(guī)律。測量了空泡的輪廓尺寸，研究了空泡無量綱尺寸隨空化數(shù)的變化規(guī)律以及不同空化數(shù)下空泡的輪廓，并和前人理論公式進行對比，實驗結(jié)果和理論公式吻合度較好;此外，還研究了超空泡從生成到潰