超空泡航行體傾斜出水過程動(dòng)力特性研究.pdf

1、當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生空化現(xiàn)象，又稱汽蝕現(xiàn)象，汽蝕會(huì)對(duì)機(jī)械造成損傷，早期人們都極力避免空化現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)超空泡能夠?qū)崿F(xiàn)減阻的特性之后，研究人員開始對(duì)超空泡進(jìn)行大量的研究，尤其在軍事魚雷等軍事應(yīng)用方面較為顯著。但是在眾多水下航行體運(yùn)動(dòng)過程問題大都集中在垂直出水或入水，對(duì)航行體的傾斜出水方面研究的較少。在傾斜出水過程中，航行體的慣性力方向與重力方向不一致，受力與垂直出水過程相比更為復(fù)雜，使航行體在出水過程中超空泡的輪廓形

2、態(tài)受到一定的影響。基于以上背景，本文對(duì)超空泡航行體傾斜出水過程進(jìn)行了一定的研究。
　　本文通過可視化實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)不同頭型，不同長(zhǎng)徑比，不同發(fā)射速度以及不同發(fā)射角度的航行體的傾斜出水過程進(jìn)行了觀察，并通過高速攝影儀拍下此過程。研究了這些因素對(duì)超空泡的形成及潰滅的影響，計(jì)算分析了在這些因素影響下的水動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，并通過數(shù)值模擬對(duì)部分工況進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)傾斜出水的航行體會(huì)產(chǎn)生很長(zhǎng)的空泡尾跡，在穿過液面的過程中會(huì)產(chǎn)生非對(duì)稱型

3、噴濺。傾斜出水的航行體產(chǎn)生的空泡不是軸對(duì)稱的，而是“上面厚下面薄”的空泡形狀，隨著越來越接近液面，空泡的非對(duì)稱性越來越明顯，在航行體頭部表現(xiàn)的更加明顯。發(fā)現(xiàn)對(duì)于相同液面高度，不同頭型產(chǎn)生完整閉合的超空泡的壓力不同，當(dāng)超空泡在水中沒有閉合時(shí)，在航行體出水之后，空泡尾跡會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)并與空泡尾跡后部斷裂，產(chǎn)生閉合現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)傾斜出水時(shí)，重力對(duì)阻力系數(shù)的影響作用可以忽略。將測(cè)量實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的超空泡輪廓外形與 Logvinovich的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行對(duì)比后發(fā)