均壓氣體對考慮波浪的航行體水動力特性影響機(jī)制研究.pdf

1、均壓排氣技術(shù)通過改變航行體表面的流體介質(zhì)組成來改變航行體表面的壓力分布，降低水下運(yùn)動及出水過程的載荷，減小出水姿態(tài)偏轉(zhuǎn)，以滿足起控要求。然而，對均壓氣泡在航行體表面的發(fā)展演化過程以及對航行體出水姿態(tài)的扶正物理機(jī)制尚未形成正確的認(rèn)識，因此對抑制空泡頭型潛射航行體的均壓排氣水下發(fā)射過程的流體動力問題進(jìn)行數(shù)值仿真研究具有重要的工程意義。
　　通過對航行體水下發(fā)射過程的物理特性進(jìn)行分析與簡化，建立了有艇速、多相、多自由度運(yùn)動計(jì)算模型。采用

2、Mixture和VOF多相流模型、標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型、動網(wǎng)格技術(shù)和UDF等對其進(jìn)行數(shù)值求解，計(jì)算過程中考慮流體運(yùn)動與航行體運(yùn)動的相互作用，采用單向和雙向耦合的方法實(shí)現(xiàn)水下發(fā)射過程的動態(tài)模擬，研究了出水相位、均壓排氣和橫流對航行體水動力特性的影響規(guī)律。
　　對不考慮均壓排氣的航行體在不同波浪相位下的垂直出水過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，獲得了出水相位對水下多相流場和航行體水動力特性的影響規(guī)律。研究表明，出水相位對航行體的水動力產(chǎn)生了重要影

3、響，改變了航行體的運(yùn)動特性，航行體在波谷相位出水時(shí)的姿態(tài)偏轉(zhuǎn)明顯小于波峰相位，質(zhì)心運(yùn)動軌跡偏轉(zhuǎn)也明顯減小。
　　在靜水條件下，對有/無均壓排氣的航行體水下發(fā)射過程展開研究，獲得了均壓氣泡的形成演化過程及其對航行體出水姿態(tài)的扶正物理機(jī)制。均壓排氣通過在航行體表面形成均壓氣泡改變了航行體表面的介質(zhì)組成，從而改變了航行體表面的壓力分布形式，降低了水中航行段的俯仰偏轉(zhuǎn)力矩，減小了出水姿態(tài)和質(zhì)心運(yùn)動軌跡偏轉(zhuǎn)。
　　在前文研究的基礎(chǔ)上，