小型回转体垂直旋转入水过程数值研究

发布时间：2020-05-23 12:48

【摘要】：空投鱼雷、超空泡导弹等入水攻击型武器从空中发射至入水之前,通常会带有一定的旋转角速度。本文采用数值模拟方法对小型回转体垂直旋转入水过程的流体动力特性进行了深入的研究,重点分析了旋转角速度、表面粗糙度和头型等参数对入水流体动力特性的影响。主要研究内容和成果如下:基于RANS方程求解方法,引入VOF多相流模型和k-ωSST湍流模型,并在弹簧近似光滑模型方法中嵌入编制的自定义函数模拟旋转运动,发展了小型回转体垂直旋转入水过程的数值模拟方法,并将数值结果与文献中的试验数据进行对比,验证了本文数值计算方法的有效性。开展了球头回转体旋转入水流体动力特性影响的数值模拟研究,分析了旋转角速度、表面粗糙度对旋转入水流体动力特性的影响,给出了旋转角速度和表面粗糙度对入水阻力系数、速度、角速度、空泡外形以及表面速度的影响规律。开展了不同头型回转体旋转入水流体动力特性影响的数值模拟研究,分析了不同头型回转体旋转入水过程中空泡的演变过程以及头型对入水阻力系数、速度、角速度、空泡外形以及表面速度的影响规律。
【图文】：

图 1-1 旋转球体入水空泡发展过程2016 年 M Reinhard 等[33]开展了二维对称模型入水过程空泡形成和扩研究，建立了基于 Wagner 理论和水动力占优假设的入水空泡预测数分别研究了抛物线型和对称楔形对入水空泡形成和扩张的影响。2017 年 A Iranmanesh 等[34]基于 VOF 自由液面追踪技术开展了低弗劳

图 1-2 普通制式弹头空泡壁面左旋[45] 年马庆鹏等[46]针对不同头型圆柱体高速入水过程开展数值模拟水过程中入水弹道、空泡直径及流场特性与头型的关系，，并把理论计算结果进行比较，显示了良好的一致性。 年，夏维学[47]等人深入研究旋转体入水空泡特性，开展了低弗
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ6

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本文编号：2677384