【摘要】：隨著水下高效減阻技術(shù)——超空泡的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,高速水下射彈、魚雷、航行體等水下武器相繼問世。由于水介質(zhì)的密度是空氣的800倍左右,信息傳輸受限,目標(biāo)測距和定位精度不高。除高速攝影儀拍攝,聲吶探測技術(shù)外,缺乏其他的研究和探測手段;且對于高速(100m/s以上)水下航行體超空泡試驗(yàn)研究較為困難,花費(fèi)大量的人力物力;而數(shù)值模擬的方法得益于計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展,具有效率高、精度高、成本低的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用。到目前為止,對于超空泡流動(dòng)的研究雖已取得很大進(jìn)展,但依然存在許多機(jī)理性和應(yīng)用方面的問題,并未得到很好的解決。如,超空泡如何最大限度的減阻問題、連續(xù)性發(fā)射的高速射彈超空泡的問題以及跨介質(zhì)、擾動(dòng)區(qū)域的射彈超空泡問題等�；谏鲜鲅芯康默F(xiàn)狀,本文擬采用數(shù)值模擬、理論分析和實(shí)驗(yàn)對比的方法對超空泡的相關(guān)問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究,研究的具體的內(nèi)容如下:(1)為了研究超空泡最大限度地減阻機(jī)理,選取不同凹槽數(shù)的圓盤空化器射彈為研究對象,基于商業(yè)軟件FLUENT,對其形成的三維超空泡進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析了圓盤形空化器凹槽數(shù)對所形成的三維超空泡形狀的影響,并將超空泡的外形輪廓形態(tài)與Logvinovich半經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行對比,具有較好的一致性,此外,還印證了三維超空泡的自修復(fù)特性,即:三維超空泡能夠在極短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)成光滑的橢球形;并分析空化器凹槽數(shù)對超空泡射彈阻力系數(shù)的影響。(2)研究了連續(xù)性發(fā)的射彈超空泡流場相互作用的機(jī)理。采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和UDF功能,對兩連發(fā)、三連發(fā)射彈超空泡流動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算研究。得到了連發(fā)射彈超空泡流場的相互作用以及連發(fā)射彈超空泡形狀的變化規(guī)律,并給出了連發(fā)射彈超空泡流場相互影響的因素、阻力系數(shù)變化曲線以及射彈超空泡流場周圍速度的變化曲線和渦的分布。(3)研究了射彈超空泡流場與多相介質(zhì)流場的相互作用機(jī)理。采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),使用Patch功能設(shè)定流場的擾動(dòng)區(qū)域,對超空泡射彈穿過擾動(dòng)流場(多相介質(zhì)流場)的情況進(jìn)行數(shù)值模擬,包括單發(fā)射彈超空泡穿過不同寬度的擾動(dòng)流場和連發(fā)射彈穿過擾動(dòng)流場兩個(gè)方面的內(nèi)容。通過研究射彈超空泡作用于擾動(dòng)流場以及超空泡流場相互作用的情況可知,隨著擾動(dòng)流場寬度的增加,在跨介質(zhì)的過程中射彈超空泡會(huì)被完全抑制;超空泡流場具有擾動(dòng)流場的性質(zhì),對射彈超空泡有抑制作用;并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比和驗(yàn)證分析。對于高速超空泡射彈的減阻、連續(xù)發(fā)射的高速射彈超空泡的相互作用以及跨介質(zhì)的高速超空泡流場數(shù)值計(jì)算的結(jié)果綜合分析,將本文的結(jié)論進(jìn)行歸納整理,對比驗(yàn)證,為后續(xù)的連發(fā)射彈超空泡以及跨介質(zhì)超空泡的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究提供數(shù)值計(jì)算和理論分析上的參考。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ6

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7 周強(qiáng);超空泡射彈流場分析與仿真研究[D];中北大學(xué);2014年

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9 徐俊超;壅塞空化器的數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2013年

10 尤國榮;環(huán)隙型水力空化器對過程強(qiáng)化性能的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2786454