均压排气气泡在水下航行体表面的融合特性研究

发布时间：2020-07-28 18:59

【摘要】：高速航行体水下发射是一个极其复杂的过程,涉及到水、气、固三相耦合作用。当航行体受到的载荷不均匀时会导致其航道不稳定,为了稳定航道而采用的均压排气技术被证明是有效的方法,即在航行体表面开设通气缝和通气孔等结构,在航行体运动的同时主动通气形成附着气泡来稳定航行体表面压力,过程中存在着气泡的生成、发展、融合、溃灭等现象,气泡的融合对于航行体稳定的运行环境起着关键的影响。本文为研究航行体出水运动中均压排气气泡融合特性设计并进行了试验和数值计算,分别探讨了单排开孔、双排开孔和孔缝联合三种结构形式对气泡融合的影响,为航行体通气形式的设计提供参考。首先,对航行体的单排开孔均压排气过程进行了试验和数值模拟。总结了通气气泡的流动形态变化规律,给出了通气气泡的流动形态分区。分析了该结构形式下的气泡融合现象,并给出了模型开孔数、弗劳德数、通气流量速率等参数对气泡融合特性的影响规律。其次,在单排开孔形式的基础上,通过试验和数值计算研究了双排开孔结构形式下的气泡流动形态,结果表明其气泡流动形态分区与单排相近。研究了该结构形式下气泡融合规律,除了单排结构形式下的气泡横向融合形式外,还存在两排结构气泡间的纵向掺混和融合现象。对比试验结果给出单、双排开孔形式下的气泡融合特性的差别,认为双排开孔结构对气泡的融合有一定的促进作用。并分别给出纵向孔距、模型开孔数量、弗劳德数、通气流量速率等参数对气泡融合的影响规律。最后,研究孔缝联合形式下的气泡流动形态规律,气泡的流动分区与之前不同,其融合规律也有很多不同,试验发现在适当的通气流量参数下,通气缝通气气泡横向和纵向一定可以发生融合现象,对气泡间的融合促进作用比前面两种结构形式更好。最后给出航行体弗劳德数、通气流量速率等参数对气泡融合的影响规律。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U661

【参考文献】