水下航行體的出水過程可以是垂直于水面，也可以相對于水平面傾斜一定角度。航行體運(yùn)動過程的空化現(xiàn)象包括自然空泡的產(chǎn)生，發(fā)展和潰滅�？张轁绨殡S強(qiáng)大的空泡潰滅沖擊波，有可能對航行體結(jié)構(gòu)造成破壞。對航行體水下運(yùn)動過程進(jìn)行主動通氣可以改善流體動力和航行體受力情況，但是通氣率的給定也是一個非常復(fù)雜的技術(shù)難題。因此，針對這些問題本文主要開展了以下工作：（1）針對航行體垂直出水過程，只考慮自然空化，分析了不同航行速度對航行體流體動力以及空泡形態(tài)的影響。在此基礎(chǔ)上分析了自然空化下航行體不同角度斜出水流體動力特性；（2）對航行體出水過程考慮自然空化的同時進(jìn)行人工主動通氣，針對同一通氣率下不同航行速度對航行體流體動力及空泡形態(tài)影響進(jìn)行分析；（3）對自然空化下航行體出水過程通氣與不通氣航行體表面壓力隨空泡變化進(jìn)行跟蹤對比，得到了通氣與不通氣的航行體表面壓力隨空泡變化規(guī)律；（4）分析了人工通氣相對于自然空化優(yōu)勢以后，對通氣率時序變化對航行體空泡形態(tài)和流體動力進(jìn)行了分析研究，得到了給氣方式的最佳方案；本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）對三維物理模型進(jìn)行了全過程模擬，并對三維航行體出水進(jìn)行主動通氣；（2）在航行體垂直出... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維軸對稱網(wǎng)格

圖 2-3 三維半域網(wǎng)格圖 2-4 三維全域網(wǎng)格三種網(wǎng)格均采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量分別為 5.7 萬，37 萬，45 萬，網(wǎng)格度是依次降低的。由于本文第四章將研究主動通氣的影響，因此在半域網(wǎng)格的通氣口處進(jìn)行了網(wǎng)格加密。邊界條件設(shè)置也基本按照圖 2-1 所示，即流域部為壓力入口，流域頂部為壓力出口，流域外圍為壁面，對于二維和半域，壁面壓力入口壓力出口

圖 2-4 三維全域網(wǎng)格三種網(wǎng)格均采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量分別為 5.7 萬，37 萬，45 萬，網(wǎng)是依次降低的。由于本文第四章將研究主動通氣的影響，因此在半域網(wǎng)通氣口處進(jìn)行了網(wǎng)格加密。邊界條件設(shè)置也基本按照圖 2-1 所示，即流為壓力入口，流域頂部為壓力出口，流域外圍為壁面，對于二維和半域流域的部分為對稱軸或者對稱面。為了增加可比性,三種網(wǎng)格均在同一空進(jìn)行對比�？栈瘮�(shù)是一個描述自然空化情況的一個參量,一般說來,在其他變的情況下,空化數(shù)越小,越容易空化.空化數(shù)的表達(dá)式為:20.5cp pV (2-2式中 ： p ——當(dāng)?shù)厣疃葻o窮遠(yuǎn)處環(huán)境流體的靜壓力；cP——水的飽和蒸汽壓力; ——水的密度；V 為航行體的速度。三種網(wǎng)格模型中，航行體的尺寸完全一致，各無量綱參數(shù)如下：長細(xì)比 10

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]航行體垂直出水載荷與空泡潰滅機(jī)理分析[J]. 王一偉,黃晨光,杜特專,方新,梁乃剛.  力學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[2]考慮接觸非線性的航行體出水結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析[J]. 尤天慶,王聰,曹偉,魏英杰,何春濤.  振動與沖擊. 2011(08)
[3]航行體出水過程頭部流場載荷特性分析[J]. 尤天慶,張嘉鐘,王聰,曹偉.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[4]通氣空泡生成和潰滅特性試驗(yàn)研究[J]. 張博,張宇文,張紀(jì)華.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2011(01)
[5]航行體有攻角出水全過程數(shù)值模擬[J]. 王一偉,黃晨光,杜特專,劉維瑋.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2011(01)
[6]潛射導(dǎo)彈垂直發(fā)射過程流體動力特性數(shù)值模擬[J]. 閔景新,魏英杰,王聰,曹偉,鄒振祝.  兵工學(xué)報. 2010(10)
[7]潛射導(dǎo)彈水下運(yùn)動過程仿真分析[J]. 崔乃剛,曹春泉,韋常柱.  彈道學(xué)報. 2009(02)
[8]航行體出水過程空泡潰滅特性研究[J]. 權(quán)曉波,李巖,魏海鵬,呂海波,辛萬青,魯傳敬.  船舶力學(xué). 2008(04)
[9]潛射導(dǎo)彈表面空化特性研究[J]. 魏海鵬,郭鳳美,權(quán)曉波.  宇航學(xué)報. 2007(06)
[10]導(dǎo)彈垂直發(fā)射出筒過程中通氣空泡流研究[J]. 劉筠喬,魯傳敬,李杰,曹嘉怡.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2007(05)

博士論文
[1]水下動能射彈空泡形態(tài)及流體動力特性研究[D]. 金大橋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]潛射導(dǎo)彈水下發(fā)射及出水過程三維數(shù)值研究[D]. 楊曉光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]潛射導(dǎo)彈垂直發(fā)射出水動響應(yīng)數(shù)值模擬[D]. 何乾坤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3257937