航行体回收垂直入水空泡流场及水动力特性研究

发布时间：2021-09-11 15:48

　　航行体以尾部向下姿态入水过程的研究对无动力运载体以及导弹回收等问题的解决具有重要意义.本文采用VOF （volume of fluid）多相流模型,并结合动网格技术,对航行体尾部向下姿态高速垂直入水过程展开研究.数值计算结果与实验[12]吻合度较好,验证了本文所采用数值方法的准确性与可行性.以航行体为研究对象,分析了航行体垂直入水过程中流体动力、入水空泡及流场结构的演变特性,进而讨论了入水速度对流体动力特性和入水空泡的影响规律.研究结果表明:在航行体入水过程中主要受到压差阻力的影响,在入水冲击阶段,航行体所受阻力系数在撞击自由液面时达到最大,随着入水时间的推移,总阻力系数缓慢降低,最终趋于稳定,空泡发生溃灭时产生微小波动.在入水空泡发展的过程中,在惯性力与内外压差的共同作用下,空泡壁面会同时存在扩张与收缩两种阶段.航行体垂直入水过程中阻力系数峰值随着入水速度的增大而增大,且随着速度的增大,空泡最大直径以及空泡收缩速率增大.空泡面闭合无量纲时间以及深闭合时入水空泡夹断深度与入水深度的比值随弗劳德数变化基本不变. 

【文章来源】：力学学报. 2019,51(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
引言
1 数值计算方法
    1.1 基本控制方程
    1.2 湍流模型
    1.3 空化模型
    1.4 网格及边界条件
2 结果分析与讨论
    2.1 数值计算方法验证
    2.2 航行体垂直入水过程流场特性研究
    2.2 入水速度对流场特性的影响
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]高速射弹入水稳定性研究现状与分析[J]. 王瑞,赵博伟,刘珂,李瑞杰,曹中臣,祁晓斌.  火炮发射与控制学报. 2018(02)
[2]低亚声速射弹垂直入水的流体与固体耦合数值计算研究[J]. 胡明勇,张志宏,刘巨斌,孟庆昌.  兵工学报. 2018(03)
[3]开放空腔壳体倾斜入水运动特性试验研究[J]. 路中磊,孙铁志,魏英杰,王聪.  力学学报. 2018(02)
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[5]基于完全耦合算法的绕水翼流固耦合特性研究[J]. 吴钦,黄彪,王国玉,曹树良.  船舶力学. 2017(07)
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[8]“猎鹰9”运载火箭海上平台成功回收的分析及启示[J]. 王芳,程洪玮,彭博.  装备学院学报. 2016(06)
[9]逆向涡对超疏水壁面减阻影响的TRPIV实验研究[J]. 苏健,田海平,姜楠.  力学学报. 2016(05)
[10]绕振荡水翼流动及其转捩特性的数值计算研究[J]. 吴钦,王国玉,黄彪.  力学学报. 2014(01)



本文编号：3393279