水下航行体齐射出筒“水锤”特性分析

发布时间：2021-08-06 01:12

　　水下航行体齐射出筒过程后,由于外部流体冲击发射筒底部产生"水锤"现象,对发射平台结构具有较强的破坏作用。基于雷诺时均Navier-Stokes方程,采用SST k-ω湍流模型和VOF多相流模型,结合重叠网格技术,在考虑航行体六自由度运动的情况下建立了适用于计算水下航行体齐射的数值计算方法,分析了齐射状态下"水锤"效应对首次发射筒的作用规律,并研究发射顺序对"水锤"效应的影响。结果表明:航行体出筒后筒内压力出现周期性振荡;次发筒口气团膨胀导致首发筒内压力升高;首发航行体在次发筒口形成压力峰值,并引起次发筒口压力振荡;逆序发射工况下次发筒口气团偏移至首发筒引起首发筒内压力升高。 

【文章来源】：宇航总体技术. 2020,4(05)

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

筒口气团形态对比

如图1所示,当αl=0时,该网格单元被气相充满,没有水相;当0<αl<1时,该单元格同时包含气相和水相,此时该单元格为两相交界面所在单元格;当αl=1时,该单元格被液相充满,没有气相。1.4 重叠网格技术

水下航行体计算模型的直径为D(D=1 m),长细比 L/D=7,其中 L 为航行体的长度,采用抗空化椭球头型,航行体模型示意图如图2所示。为节省计算资源,采用1/2计算域模型。计算域划分示意图如图3和图4所示,其中背景流体计算域整体尺度为14D×11D×4D,发射筒长度为10D,发射筒直径为1D,即发射筒与航行体表面紧密接触;重叠计算域长度为8.8D,直径为1.4D。为模拟有发射平台速度工况下的水下齐射,赋予背景域速度入口和压力出口边界条件,发射筒底部赋予质量流量入口边界条件,通过用户自定义场函数指定入口处压力随时间变化关系。


本文编号：3324775