自然超空泡航行体回转运动数值研究

发布时间：2022-01-20 16:31

　　针对超空泡航行体领域亟待明确的航行体机动过程中空泡形态和流体动力特性开展数值模拟研究。基于Logvinovich独立扩张原理建立了离心力作用下的回转运动理论模型和用于求解超空泡航行体回转运动的三维数值计算模型,通过两种计算模型下获得的计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。利用数值模拟方法研究了离心力"拉直"作用对空泡内航行体流体动力特性的影响规律,分析了不同回转角速度下航行体表面压力分布特性。结果表明:随着回转角速度增加,空泡轴线的外移量增大,离心力拉直空泡作用越强烈,将会对回转半径内外两侧空泡的发展的产生较大影响;升力系数和力矩系数呈现"正弦"形态分布,当回转角速度小于1 rad/s时,产生的俯仰力矩对航行体起到"抬头"作用,反之,则产生的俯仰力矩对航行体起到"低头"作用。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(21)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

离心力作用下空泡变形分析

研究中超空泡航行体模型采用了圆盘为空化器,具体形状如图2所示。航行体由的圆盘空化器、圆锥过渡段和圆柱弹身段组成,航行体全长L=3.2 m,空化器直径Dn=75 mm,圆柱段直径D=213 mm。整个计算域均采用六面体结构化网格,如图3所示。图3 航行体周围网格划分

图2 计算模型计算域及边界条件的设定如图4所示:计算域的进口和出口分别定义为速度入口和压力出口,外边界采用自由滑移壁面,消除壁面黏性影响,下表面为对称面。

【参考文献】：
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本文编号：3599159