為了提高通氣超空泡航行體在轉彎運動過程中空泡和航行體的運動一致性,基于有限體積法和VOF多相流模型,采用動態(tài)網格技術對航行體轉彎運動的空泡形態(tài)特性進行了非定常數值模擬研究。通過對航行體沾濕區(qū)域的分析,揭示了沾濕區(qū)域形成的原因,利用空化器對空泡軸線的定向效應,提出了合理改變側滑角減緩沾濕區(qū)域出現的具體方法。通過分析側滑角和側滑角速度對航行體沾濕區(qū)域的影響,提出了超空泡航行體轉彎運動過程中,在給定偏航角條件下避免出現沾濕區(qū)域的側滑角和側滑角速度的適用范圍,為進一步研究超空泡航行體機動運動問題提供參考。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(12)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

超空泡航行體模型

計算域如圖2所示,圓柱形流域直徑為20D,長度為48D,重力方向沿y軸負向,計算流域采用六面體結構化網格劃分,網格節(jié)點數經無關性驗證后為1.0 M左右。航行體表面采用壁面邊界,空化器后的通氣孔采用質量入口邊界條件,通氣率系數Cq=Q/(V∞D2)=0.05, 其中Q為氣體體積流量。流域邊界均采用水深5 m壓力出口條件,壓力大小按重力方向梯度分布。數值模擬研究中為避免阻塞比影響,流域最小尺度應滿足遠場邊界壓力p∞的等值線在計算流域內部。本文利用p∞壓力等值面分析三維無限流域數值模擬對流域的最小尺度要求,從圖2可以看出p∞的等值面在流域內部,并未和給定流域邊界交叉,說明選定的流域邊界尺度滿足無限流域計算要求。

超空泡航行體轉彎運動中對空泡形態(tài)影響較大的是從直線到轉彎的過渡階段,受空泡遲滯性影響,空泡和航行體之間的轉彎運動一致性較差,易出現沾濕區(qū)域。文中主要分析航行體在圓弧曲線s1上運動時的空泡形態(tài),通過調整側滑角避免沾濕區(qū)域出現,使偏航角ψ達到最大。1.4 計算方法驗證


本文編號：3062271