通气超空泡航行体非定常运动多相流动特性数值研究

发布时间：2021-08-17 01:36

　　通气超空泡技术采用主动通气的方式形成包裹水下航行体全部或大部分表面的空泡,大幅度地减小了航行体的摩擦阻力,从而显著提高了水下航行体的运动速度,其应用价值已受到国内外学者的广泛关注。自20世纪中期以来,超空泡技术研究取得了巨大进展,然而仍存在部分科学性问题有待于更深入地研究。超空泡航行体在复杂运动状态下的多相流动特性问题包括:航行体沾湿区域对空泡尾流结构及航行体流体动力特性影响、周期性来流作用对超空泡多相流的影响、航行体转弯运动中空泡与航行体的运动一致性等。这些都是通气超空泡非定常流动研究领域亟需解决的关键科学问题。因此,本文针对通气超空泡典型非定常运动过程中的多相流动特性进行了系统地数值研究,主要研究内容如下:采用VOF多相流模型和RNG k-ε湍流模型,建立了通气超空泡非定常流动的三维计算模型。通过求解多相混合物的雷诺平均Navier-Stokes方程,得到通气超空泡流动中三相介质间的分布关系,并分析流域尺度对计算结果的影响。通过与实验数据对比,验证了数值模拟方法的有效性。基于通气超空泡非定常流动的计算模型,研究了通气超空泡航行体尾流结构的非定常演化过程。分析重力环境压差及航行体（后... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

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俄罗斯的“暴风”超空泡鱼雷Fig.1-1“Shkval”supercavitatingtorpedoofRussian美国的科研机构也十分关注超空泡技术在武器上的应用，美国国防高级研究

(c) 超空泡射弹(c) Supercavity projectile图 1-2 机载快速灭雷系统与自适应水下高速射弹系统Fig.1-2AHSUM and RAMICS另据相关报道，超空泡技术在鱼雷武器的应用方面，美国在流体动力学、及控制等方面都进行了大量地研究，并取得了重要的成果。美国已研制出超空泡鱼雷，如图 1-3 所示，该鱼雷具有良好的机动性，可自动识别目标速达 200 节。

第 1 章 绪 论(c) 超空泡射弹(c) Supercavity projectile图 1-2 机载快速灭雷系统与自适应水下高速射弹系统Fig.1-2AHSUM and RAMICS另据相关报道，超空泡技术在鱼雷武器的应用方面，美国在流体动力学、及控制等方面都进行了大量地研究，并取得了重要的成果。美国已研制出超空泡鱼雷，如图 1-3 所示，该鱼雷具有良好的机动性，可自动识别目标速达 200 节。


本文编号：3346794