高速拖拽水槽的研制及不同几何模型的空化实验研究

发布时间：2023-01-08 15:14

　　水中高速运行物体周围的流体力学特性研究在各国的鱼雷导弹等军事方面的研究中均处于十分重要的位置。但是此项研究由于各种条件的限制在我国发展较为滞后，特别是水下高速物体的空化现象研究比较匮乏，理论基础不完善。为了更好地提升我国的空化实验研究分析能力，亟需使各界学者重视此项课题。 本文课题源于浙江省自然科学基金项目（Z1110123）——带有超空泡的气液两相流动机理研究及水中航行体超空泡减阻技术开发。本文成功设计制造了一种新型水下物体高速运动的近二维拖拽水槽，结合一定的可视化手段来观察高速物体的周围流场，可同时用于水下高速运动物体的水平运动研究，也可以研究物体出入水的各种流体力学性状，并进行了实验结果的分析研究。对于不同几何模型的运动物体进行了水下水平高速运动实验，发现圆形截面的实验模型水平高速运动时更具稳定性，而方形截面的运动物体的速度更容易产生跳跃性。同时各头型中尖头型最有利于航行体的保持速度稳定航行。在相同速度时，圆形横截面实验物体对于流体在其长度方向上影响的比较小，两种截面中相对来说90°角的尖头型对流体扰动最小。高速物体头部附近出现巨大的绕流，且绕流的尺寸随着运动物体速度的增加... 

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 流体力学中的空化现象
    1.2 目前国内外的研究现状
        1.2.1 国外的研究现状
        1.2.2 国内的研究现状
    1.3 本实验的主要工作
第二章 二维拖拽水槽的实验系统
    2.1 实验系统
        2.1.1 实验用近二维水箱及箱体支撑架的研制
        2.1.2 实验用高速摄影系统以及辅助照明介绍
    2.2 实验方法
    2.3 实验系统操作说明及注意事项
    2.4 实验系统其他应用
        2.4.1 细长体高速水平水下运动实验系统
        2.4.2 运动高速出入水运动实验系统
    2.5 实验装置研究特点及发展展望
    2.6 测量方法及数据处理方法
第三章 高速拖拽水槽空化实验速度分析
    3.1 具体实验工况的选定
    3.2 实验模型连接形式的选定
    3.3 横截面形状是边长为 10mm正方形的模型速度变化研究
    3.4 横截面形状是直径为 10mm圆形的模型速度变化研究
    3.5 小结
第四章 高速拖拽水槽空化实验尾迹流分析
    4.1 实验运动物体尾流现象分析可行性
    4.2 横截面形状是边长为 10mm的正方形的模型
    4.3 横截面形状是直径为 10mm的圆形的模型
    4.4 各种工况尾迹比较
第五章 高速拖拽水槽空化实验不同模型头部附近流场分析
    5.1 工况设定以及测量计算方法
    5.2 运动物体头部实验现象分析
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
附录
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3728699