高温球体入水多相流动及水下减阻特性研究
发布时间:2021-02-01 07:39
入水问题是一个在极短时间内涉及跨介质的气-液-固相互作用的复杂多相流动问题。入水问题与航海、航空和航天等领域息息相关,例如:空投鱼雷、航天飞行器海上回收和船舶砰击等。减小运动体水中阻力是水动力学领域的一个重要问题,较低的阻力意味着更快的速度和更低的能源消耗,因此研究水下减阻技术对能源节约、提高船舶和水下航行器性能等具有重要意义。近期的研究表明沸腾效应对运动体入水多相流动和水下减阻特性具有较大影响。本文采用数值模拟和实验相结合的方法,针对高温球体入水过程的多相流动特性和水下运动过程的减阻特性开展研究。主要研究内容和成果如下:基于高速摄像实验方法,对高温球体入水多相流动特性进行了系统的研究。开展了不同入水速度、球体初始温度和水温条件下的球体入水实验,获得了核态沸腾和膜态沸腾阶段球体入水空泡流动方式和演化特性,并对入水空泡形态进行了划分。在核态沸腾和膜态沸腾阶段,球体均可以在较小的入水速度条件下形成入水空泡,核态沸腾球体生成的空泡壁面比较粗糙,膜态沸腾球体生成的空泡壁面比较光滑。分析了膜态沸腾阶段球体初始温度和入水速度对蒸汽膜稳定性的影响,球体温度越低、入水速度越大蒸汽膜越容易受到扰动,从而...
【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】:135 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
弹性球体入水空泡[42]
(a)非旋转球体 (b)旋转球体图 1-3 旋转球体与非旋转球体入水空泡对比[44]ig.1-3 Comparisons of cavity formation of spinning and non-spinning sphere图 1-4 高粘度液体中球体入水空泡[9]Fig.1-4 Water entry cavity of a sphere in a high viscosity liquid[9]入水时,运动体周围流体压力将变低,当流体的压力低于饱和化,空泡内包含空气和蒸汽两种介质。Truscott[50]开展了不同子速入水实验研究,入水空泡形态发展如图 1-5 所示,实验结果表部形状越顿,子弹模型入水后的弹道稳定性越好。赵成功[51]采
5图 1-4 高粘度液体中球体入水空泡[9]Fig.1-4 Water entry cavity of a sphere in a high viscosity liquid[9]入水时,运动体周围流体压力将变低,当流体的压力低于饱和化,空泡内包含空气和蒸汽两种介质。Truscott[50]开展了不同子速入水实验研究,入水空泡形态发展如图 1-5 所示,实验结果表部形状越顿,子弹模型入水后的弹道稳定性越好。赵成功[51]采0 m/s ~ 250 m/s 速度范围内的射弹模型倾斜高速入水实验研究,展和演化过程,分析了入水速度和模型头型对入水后弹道特性[52]同样采用轻气炮开展了射弹模型垂直和倾斜入水实验研究,
【参考文献】:
期刊论文
[1]小型运动体高速倾斜入水空泡流动数值研究[J]. 陈晨,魏英杰,王聪. 兵工学报. 2019(02)
[2]球体垂直入水过程流体动力数值研究[J]. 孙钊,曹伟,王聪. 振动与冲击. 2017(20)
[3]聚氨酯-丙烯酸酯柔性壁的减阻性能[J]. 孙卫红,刘波,晏欣. 高分子材料科学与工程. 2017(09)
[4]表面润湿性对球体入水空泡形态的影响研究[J]. 孙钊,曹伟,王聪,魏英杰. 兵工学报. 2016(04)
[5]基于高速摄像实验的开放腔体圆柱壳入水空泡流动研究[J]. 路中磊,魏英杰,王聪,孙钊. 物理学报. 2016(01)
[6]基于气体射流的气液两相流动减阻特性[J]. 谷云庆,牟介刚,代东顺,郑水华,蒋兰芳,吴登昊. 推进技术. 2015(11)
[7]水下航行体超空泡减阻数值模拟[J]. 金大桥,贾林利,王金玲,耿瑞光,王聪. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]锥头圆柱体高速入水空泡深闭合数值模拟研究[J]. 马庆鹏,魏英杰,王聪,曹伟,陈超倩. 兵工学报. 2014(09)
[9]圆柱体低速入水空泡试验研究[J]. 何春涛,王聪,何乾坤,仇洋. 物理学报. 2012(13)
[10]回转体匀速垂直入水早期空泡数值模拟研究[J]. 何春涛,王聪,闵景新,金大桥,黄海龙. 工程力学. 2012(04)
博士论文
[1]高速射弹非定常运动多相流场与弹道特性研究[D]. 赵成功.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于水流场多阶弯曲振型壁面振动减阻研究[D]. 朱凌南.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于双向流固耦合的柔性表面仿生减阻研究[D]. 郝路亭.大连理工大学 2018
[3]非光滑表面微气泡减阻特性的数值研究[D]. 李新海.哈尔滨工业大学 2018
[4]边界层注入减阻剂湍流减阻特性实验研究[D]. 鲍佳麒.哈尔滨工业大学 2016
本文编号:3012430
【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】:135 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
弹性球体入水空泡[42]
(a)非旋转球体 (b)旋转球体图 1-3 旋转球体与非旋转球体入水空泡对比[44]ig.1-3 Comparisons of cavity formation of spinning and non-spinning sphere图 1-4 高粘度液体中球体入水空泡[9]Fig.1-4 Water entry cavity of a sphere in a high viscosity liquid[9]入水时,运动体周围流体压力将变低,当流体的压力低于饱和化,空泡内包含空气和蒸汽两种介质。Truscott[50]开展了不同子速入水实验研究,入水空泡形态发展如图 1-5 所示,实验结果表部形状越顿,子弹模型入水后的弹道稳定性越好。赵成功[51]采
5图 1-4 高粘度液体中球体入水空泡[9]Fig.1-4 Water entry cavity of a sphere in a high viscosity liquid[9]入水时,运动体周围流体压力将变低,当流体的压力低于饱和化,空泡内包含空气和蒸汽两种介质。Truscott[50]开展了不同子速入水实验研究,入水空泡形态发展如图 1-5 所示,实验结果表部形状越顿,子弹模型入水后的弹道稳定性越好。赵成功[51]采0 m/s ~ 250 m/s 速度范围内的射弹模型倾斜高速入水实验研究,展和演化过程,分析了入水速度和模型头型对入水后弹道特性[52]同样采用轻气炮开展了射弹模型垂直和倾斜入水实验研究,
【参考文献】:
期刊论文
[1]小型运动体高速倾斜入水空泡流动数值研究[J]. 陈晨,魏英杰,王聪. 兵工学报. 2019(02)
[2]球体垂直入水过程流体动力数值研究[J]. 孙钊,曹伟,王聪. 振动与冲击. 2017(20)
[3]聚氨酯-丙烯酸酯柔性壁的减阻性能[J]. 孙卫红,刘波,晏欣. 高分子材料科学与工程. 2017(09)
[4]表面润湿性对球体入水空泡形态的影响研究[J]. 孙钊,曹伟,王聪,魏英杰. 兵工学报. 2016(04)
[5]基于高速摄像实验的开放腔体圆柱壳入水空泡流动研究[J]. 路中磊,魏英杰,王聪,孙钊. 物理学报. 2016(01)
[6]基于气体射流的气液两相流动减阻特性[J]. 谷云庆,牟介刚,代东顺,郑水华,蒋兰芳,吴登昊. 推进技术. 2015(11)
[7]水下航行体超空泡减阻数值模拟[J]. 金大桥,贾林利,王金玲,耿瑞光,王聪. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]锥头圆柱体高速入水空泡深闭合数值模拟研究[J]. 马庆鹏,魏英杰,王聪,曹伟,陈超倩. 兵工学报. 2014(09)
[9]圆柱体低速入水空泡试验研究[J]. 何春涛,王聪,何乾坤,仇洋. 物理学报. 2012(13)
[10]回转体匀速垂直入水早期空泡数值模拟研究[J]. 何春涛,王聪,闵景新,金大桥,黄海龙. 工程力学. 2012(04)
博士论文
[1]高速射弹非定常运动多相流场与弹道特性研究[D]. 赵成功.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于水流场多阶弯曲振型壁面振动减阻研究[D]. 朱凌南.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于双向流固耦合的柔性表面仿生减阻研究[D]. 郝路亭.大连理工大学 2018
[3]非光滑表面微气泡减阻特性的数值研究[D]. 李新海.哈尔滨工业大学 2018
[4]边界层注入减阻剂湍流减阻特性实验研究[D]. 鲍佳麒.哈尔滨工业大学 2016
本文编号:3012430
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3012430.html