帶空泡運動物體的附加質(zhì)量研究.pdf

1、對于高速運動的帶自然空泡水下物體，其附加質(zhì)量與無界連續(xù)流動中的低速繞流會有很大不同，難以采用經(jīng)典的勢流理論方法求解，用實驗室試驗方法確定帶空泡運動物體的附加質(zhì)量也存在相當?shù)募夹g(shù)困難。 本文提出了通過數(shù)值“水洞”中帶自然空泡水下物體搖蕩運動的水動力“測量”確定附加質(zhì)量的方法。根據(jù)帶自然空泡物體周期搖蕩運動的特點，提出了合理的流場計算的數(shù)學模型和數(shù)值模擬方法，實現(xiàn)物體流體動力特性求解；然后根據(jù)流場中的物體運動方程，給出了物體受到的附

2、加質(zhì)量力的分離方法和附加質(zhì)量的計算方法；研究了帶自然空泡水下物體的附加質(zhì)量。 本文的主要工作與成果如下： (1)利用Fluent中的無粘模型，結(jié)合動網(wǎng)格技術(shù)，研究了物體搖蕩振幅和頻率對數(shù)值計算附加質(zhì)量的影響。研究表明：隨著物體搖蕩的無量綱振幅的減小，計算得到的附加質(zhì)量的誤差率則相應降低；當物體搖蕩速度的幅值一定時，改變物體的振動頻率，附加質(zhì)量的數(shù)值計算結(jié)果變化不大。 (2)利用標準k－epsilon模型研究粘性對附加

3、質(zhì)量的影響。研究表明粘性的存在會導致附加質(zhì)量有所上升，粘度越大，附加質(zhì)量的增量也越大。但是這個增量與附加質(zhì)量勢流解的理論值相比很小，可以忽略不計。所以通過粘性模型計算得到的附加質(zhì)量與經(jīng)典勢流理論值是相當接近的。 (3) 選擇適合的頻率和振幅，計算了橢球和細長體在全濕流中的附加質(zhì)量。不同空況下的附加質(zhì)量計算結(jié)果與勢流解理論值相比，誤差率很小。表明本文所提出的物體附加質(zhì)量的數(shù)值計算方法是可行的，并且具有很高的精度。本文方法為確定物體的